Method Article
Die quantitative Verschleißmessung ist eine Methode, die bei der Messung des Zahnverschleißverlaufs zunehmend an Bedeutung gewinnt. Wir beschreiben hier ein Protokoll, seine Präzision und seine Intra-/Inter-Rater-Präzision für die Erfassung und Überlagerung von wiederholten in vivo gescannten Zähnen bei Patienten mit mäßigem bis starkem Verschleiß und berichten sowohl über Größen- als auch über Volumenmessungen.
Die quantitative Verschleißmessung ist von zunehmendem Interesse für die Messung des Zahnverschleißverlaufs. Die meisten Forschungen zur quantitativen Verschleißmessung konzentrierten sich jedoch auf simulierten Verschleiß oder gescannte Gipsabgüsse. Es wurde ein 3D-Verschleißanalyseprotokoll (3DWA) entwickelt, das den Zahnverschleiß in vivo durch intraorale Scanner analysiert, die Zahnärzten zur Verfügung stehen. Diese Studie untersuchte die Präzision des 3DWA-Protokolls zur Messung des Verschleißes durch maximalen Höhenverlust (mm) und Volumenänderung (mm3). Beobachtungsprospektive Verschleißdaten von 55 Patienten wurden nach 0-1-, 0-3- und 0-5-Jahres-Intervallen analysiert, um die Verschleißraten zu bestimmen, und Convenience-Proben wurden ausgewählt, um die Präzision des Protokolls an zweimal in einer Sitzung gescannten Gebissen und seine Intra- und Interrater-Präzision bei Scans mit 0-3- und 0-5-Jahresintervallen zu testen. Die Scans wurden mit Intraoralscannern (IOS) durchgeführt und mit 3D-Messsoftware überlagert. T-Tests wurden durchgeführt, um den strukturellen und zufälligen Fehler zu bestimmen, und getrimmte Bereiche wurden berechnet, um den Fehler zu interpretieren. Für die Protokollgenauigkeit betrug die mittlere Differenz 0,015 mm (-0,002; 0,032, p = 0,076) für die Höhe und -0,111 mm3 (-0,250; 0,023, p = 0,101) für das Volumen. Der doppelte Messfehler betrug 0,062 mm für die Höhe und 0,268 mm3 für das Volumen. Die Höhenmessungen waren präzise genug, um den Verschleiß nach Intervallen von 0-3 oder 0-5 Jahren zu messen; Volumenmessungen waren jedoch anfällig für Verfahrensfehler und Bedienerempfindlichkeit. Das 3DWA-Protokoll ist präzise genug, um den Zahnhöhenverlust nach Intervallen von mindestens 3 Jahren oder bei Patienten mit starkem Verschleißverlauf angemessen zu messen, eignet sich jedoch nicht zur Messung volumetrischer Veränderungen.
Zahnverschleiß ist zwar nicht lebensbedrohlich, kann sich aber sowohl physiologisch als auch psychologisch negativ auf die Lebensqualität der Patienten auswirken1. Es kann die Kau- und Ästhetikfunktion sowie die Lebensqualität beeinträchtigen. Die Schwere des Aufpralls hängt von der Ätiologie, dem Fortschreiten und der Darstellung des Verschleißes ab und kann zwischen Patient2 stark variieren. Es wird erwartet, dass die Auswirkungen von Zahnverschleiß in Zukunft aufgrund der gestiegenen Lebenserwartung, Änderungen des Lebensstils und der Tatsache, dass Menschen ihre natürlichen Zähne länger behalten, zunehmenwerden 3. Daher ist die Diagnose von Zahnverschleiß und die Quantifizierung des Fortschreitens des Zahnverschleißes von zunehmender Bedeutung für die Patientenversorgung.
Trotz der Bedeutung der Messung des Zahnverschleißes sind quantitative In-vivo-Daten über das absolute Ausmaß des Zahnverschleißes rar. Die Ergebnisse zum Zahnverschleißverlauf sind aufgrund der großen Unterschiede in der verwendeten Methodik oft widersprüchlich. Mehrere Studien haben relativ niedrige Progressionsraten bei Patienten mit physiologischem Verschleiß gezeigt, mit einem berichteten Höhenverlust zwischen 11 und 29 μm pro Jahr und einem Volumenverlust von etwa 0,04 μm3 pro Jahr 4,5,6. Bei fortgeschrittenem Zahnverschleiß oder bestehenden parafunktionellen Gewohnheiten wurden deutlich höhere Progressionsraten gefunden, zwischen 68 und 140 μm pro Jahr 7,8,9. Diese Messungen basierten auf Gipsabgüssen und Gipsgussmatrizen und wurden entweder mit unterschiedlicher Scanning- und 3D-Subtraktionssoftware oder Mikroskopen durchgeführt. Da diese Methoden in der Zahnarztpraxis nicht verfügbar oder praktikabel sind, sind sie noch nicht für den Einsatz in der klinischen Versorgung geeignet. Das intraorale 3D-Scannen wird jedoch in der allgemeinen Zahnarztpraxis schnell verfügbar, mit Vorteilen für Patient und Bediener in Bezug auf Geschwindigkeit und Bedienkomfort, gepaart mit einfacher Speicherung und Datenaustausch10. 3D-Daten können auch für die quantitative Verschleißmessung verwendet werden, bei der Scans von Zähnen oder Kiefern überlagert und die Differenz zwischen den Scans gemessen wird. Dies bietet eine quantitative Option zur Messung des Fortschreitens des Verlustes von Zahnmaterial in Höhe oder Volumen11,12.
Die Erkenntnisse über die Präzision (Übereinstimmung zwischen den replizierten Messungen) und die Genauigkeit (die Differenz zwischen einer gemessenen Größe und ihrem wahren Wert) waren variabel, wenn Scanner Verschleiß erkennen und messen können. Es wurde berichtet, dass die quantitative Verschleißmessung eine zeitaufwändige Methode mit oft unbekannter oder unzureichender Präzision und Genauigkeit ist, insbesondere wenn es sich um minimalen Verschleiß handelt13,14. Andere haben berichtet, dass Intraoralscanner präzise genug sind, um Zahnverschleiß zu erkennen und zu überwachen, wobei Überlagerungsreferenzbereiche (best fit) und Softwareeinstellungen das Ergebnis signifikant beeinflussen15,16.
Verschiedene Methoden wurden verwendet, um die beste Passform zu finden: 1) Landmark-Ausrichtung basierend auf Orientierungspunkten wie Weichgewebe, benachbarten intakten Zähnen und Alveolarprozessen, 2) Standard-Best-Fit-Ausrichtung mit der Software, die den Netzabstandsfehler zwischen Datenwolken minimiert, oder 3) Referenz-Best-Fit-Ausrichtung mit der besten Passung, die auf einer Auswahl von Bereichen durchgeführt wird, die vom Bediener ausgewählt wurden. Es wurde festgestellt, dass die Referenz-Best-Fit-Ausrichtung die höchste Präzision und Genauigkeit15,17 aufweist. Die Forschung zeigt, dass die Präzision und Genauigkeit einer quantitativen Verschleißmessung zunimmt, wenn kleinere Strukturen, wie einzelne Zähne, verglichen werden, anstatt eines vollständigen Bogens18,19. Zwei automatisierte Systeme mit 3D-Scans und quantitativer Verschleißmessung zur Überwachung des Verschleißes wurden eingeführt. Einer wurde in einer In-vitro-Einstellung an verkürzten Bögen oder einzelnen Zähnen getestet, während der andere im Vergleich zu laborgescannten Abgüssen20,21,22 vielversprechend für den In-vivo-Einsatz für volumetrische Messungen war. Die meisten dieser Studien zu Genauigkeit und Präzision basieren auf gescannten Abgüssen oder in vitro simuliertem Verschleiß und lassen sich daher nicht leicht in klinische Ergebnisse übersetzen. Die Suche nach einem klinisch praktikablen Protokoll zur Durchführung quantitativer Verschleißmessungen nach intraoralem Scannen in vivo wäre daher ein wichtiger nächster Schritt bei der Überwachung des Zahnverschleißes15.
Am Radboud University Medical Center in Nijmegen, Niederlande, wurde ein 3D-Verschleißanalyse-Protokoll (3DWA) mit 3D-Messsoftware entwickelt, um den Zahnverschleiß in vivo mit einem intraoralen Scanner bei Patienten mit mäßigem bis starkem Zahnverschleiß zu messen. Da es fast unmöglich ist, die Genauigkeit in vivo zu messen, konzentriert sich dieser Artikel auf die Bestimmung der Genauigkeit des 3DWA-Protokolls. Diese Studie zielt insbesondere darauf ab, 1) die Präzision des Scanners und des Scanvorgangs (Erfassung) und die anschließende Überlagerung durch Überlagerung von zwei Scans desselben Gebisses zu beschreiben, die in derselben Sitzung erworben wurden (Protokollgenauigkeit). Darüber hinaus wurde das 3DWA-Protokoll auf 2) intra- und 3) Interrater-Präzision bei der Messung des Verschleißverlaufs sowohl in der Höhe (mm) als auch im Volumen (mm 3) bei Scans getestet, die in Intervallen von0-3 oder 0-5 Jahren durchgeführt wurden. Die Scans wurden intraoral bei Patienten mit mäßigem bis starkem Verschleiß durchgeführt und die quantitative Verschleißmessung wurde unter Verwendung des 3DWA-Protokolls durchgeführt.
Um die Übereinstimmung zwischen Bewertern mit unterschiedlichen Trainingstypen zu testen, wurden drei Bewerter ausgewählt und geschult. Rater 1 war ein Doktorand, der eine umfassende Schulung zur Ausführung des 3DWA-Protokolls erhielt und 1 Jahr Erfahrung in der Analyse von Scans hatte, bevor er die ausgewählten doppelten Messungen selbstständig durchführte. Rater 2 war ein Zahnmedizinstudent im letzten Jahr, der das Protokoll und eine Erklärung des Softwareprogramms erhielt und danach das Protokoll selbstständig ausführte. Rater 3 war eine zahnmedizinische MSc-Studentin, die das Protokoll, eine Erklärung des Softwareprogramms und zwei 3-stündige Schulungen erhielt, nach denen sie das Protokoll für die doppelten Messungen selbstständig ausführte. Die Bewerter hatten vor der Analyse keine anderen klinischen Informationen über die Probanden als die Scans. Die Scans wurden vor der Analyse von anderen Forschern als den Bewertern anonymisiert und codiert. Bei der Analyse und Messung des Zahnverschleißes wurden die alten Anmerkungen früherer Bewerter vor der Analyse in der Software ausgeblendet. Die Messungen der verschiedenen Bewerter wurden zunächst in unterschiedlichen Dateien gespeichert.
Eine Gruppe von 55 Patienten wurde aus einer größeren prospektiven Beobachtungsstudie über das Fortschreiten des Zahnverschleißes des Radboud Tooth Wear Project an der Abteilung für Zahnmedizin des Radboud University Medical Center in Nijmegen (Niederlande) eingeschlossen. Diese Patienten wurden bei der Einnahme, 1-Jahres-Rückruf, 3-Jahres-Rückruf und 5-Jahres-Rückruf gescannt. Deskriptive Statistiken der verfügbaren Scans aus der Gruppe von 55 Patienten wurden hinsichtlich des Zahnverschleißes nach 0-1-, 0-3- und 0-5-Jahresintervallen für Größe (mm) und Volumen (mm3) berechnet, um die Ergebnisse der Analyse der Präzision des Zahnverschleißes in Bezug auf die klinische Relevanz zu vergleichen und zu interpretieren.
Um die Protokollgenauigkeit zu berechnen, wurden zwei Patienten zufällig aus der oben genannten Stichprobe von 55 ausgewählt und um Erlaubnis gebeten, ihr Gebiss zweimal mit einer 15-minütigen Pause scannen zu lassen, anstatt einmal bei einem Rückruftermin. Das 3DWA-Protokoll wurde dann von Rater 1 ausgeführt. Aufgrund der hohen Anzahl von Höhen- und Volumenmessungen an zwei Zähnen (jeweils 65 für Höhe und 16 für Volumen pro Gebiss) wurde dies als zufriedenstellend angesehen, um die Genauigkeit zuverlässig abzuschätzen. Um die Genauigkeit innerhalb eines Bewerters (Intra-Rater: Rater 1) zu berechnen, wurde ein Patient mit mäßigem Verschleiß ausgewählt und 1 Monat später wiederholt. Um die Genauigkeit zwischen den Bewertern (Inter-Rater: Bewerter 1, 2 und 3) zu berechnen, wurde eine Stichprobe von vier Patienten ausgewählt, wobei zwei Patienten eine moderate und zwei Patienten eine schwere Verschleißprogression aufwiesen. Die Intervalle zwischen den ausgewählten Scans betrugen entweder 3 oder 5 Jahre. Die Ergebnisse zwischen den Bewertern wurden berechnet, wobei Bewerter 1 mit Bewerter 2 und Bewerter 1 mit Bewerter 3 verglichen wurde.
Die institutionelle ethische Genehmigung für das Protokoll wurde eingeholt (ABR-Code: NL31401.091.10).
Hinweis: Die folgenden Schritte beschreiben das 3DWA-Protokoll.
Abbildung 1: Visuelle Darstellung der Schritte zur Überlagerung und quantitativen Verschleißmessung. Diese Abbildung wurde von K. Ning et al.23 modifiziert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
1. Erwerb
HINWEIS: Das folgende Verfahren wurde verwendet, um Gebiss zu scannen.
2. Überlagerung
HINWEIS: Das folgende Verfahren wurde für die Überlagerung und quantitative Verschleißmessung verwendet.
3. Quantitative Verschleißmessung: Höhe
4. Quantitative Verschleißmessung: Volumen
5. Statistische Auswertung
Während der Datenanalyse wurde der maximale Höhenunterschied zwischen okklusalen Oberflächen gemessen. Für Molaren wurden drei oder vier Höcker und für Prämolaren zwei Höcker gemessen. Für die vorderen Zähne des Oberkiefers wurden der Inzisalrand und die Gaumenoberfläche gemessen, und für die vorderen Zähne des Unterkiefers wurde die Narzisalkante gemessen. Dies führte zu maximal 65 gemessenen Stellen pro Gebiss. Der Unterschied im Volumen der Okklusionsoberfläche wurde nur an den hinteren Zähnen gemessen, was zu maximal 16 Beobachtungen pro Gebiss führte.
Zähne mit Restaurationen auf mehr als 75% der gemessenen Oberfläche wurden ausgeschlossen, ebenso wie dritte Molaren. Auf Oberflächen mit Teilrestaurationen wurde die Höhe am Zahnmaterial gemessen. Höhenunterschiede, die eindeutig durch Artefakte wie Speichelansammlungen verursacht wurden, wurden entweder als Oberfläche ausgeschlossen oder die Messung wurde an anderer Stelle auf der Oberfläche durchgeführt. Andere Gründe für den Ausschluss von Oberflächen oder Zähnen waren fehlende Zähne, unzureichende beste Passform oder unvollständige Daten (große Lücken im Scan). Negative Ergebnisse (inverser Verschleiß oder "Wachstum", was klinisch unmöglich ist) an eingeschlossenen Zähnen und Oberflächen wurden nicht für weitere statistische Analysen verwendet, außer bei der Berechnung der Protokollgenauigkeit, für die die Unterschiede, sowohl negative als auch positive, festgestellt wurden.
Tabelle 1: Ergebnisse der Analyse der Genauigkeit von Zahnverschleißmessungen für Höhe und Volumen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Präzision: strukturelle Unterschiede
Die Daten zur Protokollgenauigkeit wurden in Geigendiagrammen visualisiert (Abbildung 2 und Tabelle 1). Die Daten für die Intra- und Interrater-Genauigkeit wurden in Bland-Altman-Diagrammen visualisiert (Abbildung 3 und Tabelle 1). Für die Körpergröße wurde ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen R1 und R3 gefunden, der klinisch nicht signifikant ist, wie aus dem gesamten Konfidenzintervall (ci) nahe 0 ersichtlich ist. Für das Volumen ist es wichtig zu beachten, dass für die Intra-Rater-Präzision 50% der gemessenen Zähne aufgrund negativer Messungen (z. B. "Wachstum"), die auf Inoperabilität hindeuten, von der Analyse ausgeschlossen werden mussten.
Abbildung 2: Geigendiagramme für (A) Höhe (mm) und (B) Volumen (mm3) für Protokollgenauigkeit. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 3: Bland Alman-Diagramme für (A,D) Intra-Rater und (B,C,E,F) Interrater-Genauigkeit für Höhe (B-C) und Volumen (E-F). Die fortgesetzte Linie zeigt die mittlere Differenz an, und die gestrichelten Linien zeigen Grenzen der Übereinstimmung an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Präzision: zufälliger Fehler
In Bezug auf die DME für die Höhe gab es ähnliche DMEs für die Protokollgenauigkeit und die Interratergenauigkeit und eine viel niedrigere DME für die Intra-Rater-Präzision. Die Korrelation war hoch und ähnlich für die Inter-Rater-Präzision, sehr hoch für die Intra-Rater-Genauigkeit und konnte nicht für die Protokollgenauigkeit berechnet werden. Das Training schien wenig Wirkung zu haben, wenn man DME und Korrelation für die Körpergröße betrachtete. In Bezug auf das Volumen gab es große Unterschiede zwischen Protokollgenauigkeit, Inter-Rater-Genauigkeit und Intra-Rater-Präzisionsergebnissen.
Um die in Tabelle 1 beschriebenen strukturellen und zufälligen Unterschiede interpretieren zu können, ist es wichtig, den Bereich der Höhen- und Volumenmessungen zu kennen, die nach mehreren Jahren bei Patienten mit mäßigem bis starkem Verschleiß zu erwarten sind, die in Tabelle 2 beschrieben sind.
Tabelle 2: Die getrimmten Bereiche stammen aus der größeren Gruppe von Verschleißpatienten in Intervallen von 0-1, 0-3 und 0-5 Jahren und die mittlere Differenz und DME werden in Prozentsätzen des getrimmten Bereichs ausgedrückt. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Interpretation der Ergebnisse:
Der Vergleich der Ergebnisse für die Körpergröße mit dem reduzierten Verschleißbereich einer Gruppe von 55 Patienten mit mäßigem bis starkem Zahnverschleiß ergab kleine strukturelle Unterschiede (mittlere Differenz) für alle Intervalle und alle Tests. Für die DME gab es große Unterschiede zwischen 0-1- und 0-3- oder 0-5-Intervallen für alle Tests, was darauf hindeutet, dass das Protokoll für kurze Intervalle (begrenzter Verschleißverlauf) nicht präzise genug ist, aber für längere Intervalle (oder höhere Verschleißprogressionsraten) die Präzision ausreichend ist.
Für das Volumen waren die strukturellen Unterschiede in allen Intervallen gering, mit Ausnahme der Ergebnisse, die Rater 1 und Rater 3 verglichen. Für die DME gab es große Unterschiede zwischen 0-1- und 0-3- oder 0-5-Intervallen für alle Tests. Trotz guter Ergebnisse für die Protokollgenauigkeit gab es große Unterschiede zwischen den Betreibern, eine hohe Anzahl von Ausreißern und viele Zähne, die aufgrund des gemessenen "Wachstums" ausgeschlossen wurden, was auf eine schlechte Leistung des Protokolls in Bezug auf das Volumen hindeutet, selbst für längere Intervalle.
Der Unterschied zwischen Protokollgenauigkeit und Intragenauigkeit ist auf Unterschiede in der Methode zurückzuführen; Um die Protokollgenauigkeit zu berechnen, wurden die Zähne in derselben Sitzung gescannt. Zwischen den Scans fand kein Verschleiß statt, was zu einer hervorragenden Passform führte. Daher wurde die Genauigkeit der Höhe hauptsächlich durch Speicheltröpfchen und Scanpulver bestimmt, die winzige Spitzen erzeugten, die einen großen Höhenunterschied bei der Messung des höchsten Punktes auf der Oberfläche verursachten (Abbildung 4). Um die Intra-Rater-Übereinstimmung zu berechnen, wurden Scans mit einem Abstand von 5 Jahren verwendet, was zu einem Verschleiß führte, der die Schwierigkeit erhöht, die beste Passform durchzuführen. Es wurde jedoch nur Verschleiß gemessen und Speichel-/Pulverrückstände oder Bereiche mit möglichen Restaurationen oder Abfackelungen vermutet (Verzerrung an gescannten Zahnkanten; Abbildung 5) wurden vermieden, wodurch die Präzision erhöht wurde.
Da das Volumen für den gesamten okklusalen Bereich und nicht durch lokalisierte Messungen berechnet wird, wird es bei der Messung der Protokollgenauigkeit viel weniger durch gelegentliche Speicheltröpfchen beeinflusst als durch die Höhe. Es wird erwartet, dass die Intrapräzision niedriger ist als die Protokollgenauigkeit für das Volumen, da sie durch das Best-Fit-Verfahren beeinflusst wird, das wiederum durch den Verschleiß zwischen den Scans erschwert wird. Dies betrifft den gesamten okklusalen Bereich eines Zahnes, und zusätzlich können Bereiche mit Speichel, Pulver, Restaurationen und Abfackeln im Gegensatz zur Messung der Körpergröße nicht abgewählt oder ignoriert werden. Die Ergebnisse für die Intra-Rater-Genauigkeit und die Protokollgenauigkeit für das Volumen waren jedoch ähnlich, da ein einzelner Ausreißer die Protokollgenauigkeit verringerte.
Bei der Analyse der Höhendaten zum Verschleißverlauf im Vergleich von Rater 1 zu Rater 2 wurde deutlich, dass eine Gruppe von Ausreißern für die Körpergröße auf zwei Faktoren zurückzuführen ist: 1) Messungen an Zähnen mit starkem Verschleiß wurden mit der 2D-Vergleichsmethode (Schritt 3.2) anstelle von 3D-Vergleich (Schritt 3.1) durchgeführt, und 2) eine Reihe von Messungen wurde fälschlicherweise an gepooltem Speichel durchgeführt. , die von Rater 2 fälschlicherweise als Verschleiß angesehen wurde (Abbildung 6). Die Daten wurden daher in 3 Gruppen aufgeteilt und separat analysiert: "Speichel", "Normal" und "2D-Vergleich" (Abbildung 6A). Rater 3 (trainiert) führte keine Messungen an gepooltem Speichel durch, was beweist, dass das Training in dieser Hinsicht erfolgreich war (Abbildung 6B).
Beim Vergleich der Höhen aus Anmerkungen ("normal") und manuellen 2D-Messungen (2D-Vergleich) für Rater 1 hatten die "normalen" Messungen eine mittlere Höhendifferenz von 0,132 mm, mit N = 223, einer Standardabweichung von 0,112 und einem Bereich: -0,001; 0,847, und die 2D-Vergleichsmessungen hatten einen mittleren Höhenunterschied von 0,557 mm, mit N = 5, einer Standardabweichung von 0,160 und einem Bereich: 0,351; 0,743, was darauf hinweist, dass die 2D-Vergleichsmessungen in einem höheren Bereich mit einer höheren Standardabweichung als normale Messungen lagen
Abbildung 4: Beispiel für Speichelspitzen an Zähnen ohne Verschleiß (inzisale gelbe Bereiche) und Verschleiß durch Artefakte (lingualer blauer Bereich, der entweder aufflammenden oder entfernten Zahnstein anzeigt). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 5: Beispiel für gepoolten Speichel in Fissuren (blau) und Speichelspitze (rot-orange) auf mesio-palataler und bukkaler Höcker. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 6: Streudiagramme zur Messung von Höhenänderungen mit farbigen Punkten, die Gruppen von Messungen anzeigen ("Speichel", "Normal" und "2D-Vergleich"). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Protokoll für kritische Schritte:
Es hat sich gezeigt, dass das 3DWA-Protokoll präzise Höhenmessungen mit hervorragender Inter- und Intra-Übereinstimmung ermöglicht. Für Volumenmessungen ist das Protokoll jedoch nicht geeignet. Die Hauptfaktoren, die die Präzision sowohl der Erfassung als auch der Überlagerung bestimmten, waren die Isolierung während des Scannens und das Finden der besten Passform beim Überlagern. Die Überlagerung ist einfach, wenn sich die Zähne nicht verändert haben, wird aber mit fortschreitendem Verschleiß immer schwieriger, insbesondere wenn der Verschleiß nicht leicht lokalisiert ist, sondern große Teile der Oberfläche betrifft.
In einer klinischen Situation kann negativer Verschleiß (Wachstum) einfach ignoriert werden, wie es in dieser Studie getan wurde, da dies ein unmögliches Ergebnis ist. Scanfehler wie Speicheltröpfchen, die Dicke der Pulverbeschichtung oder das Abfackeln sind selbst bei unveränderten Zähnen problematisch und möglicherweise nicht immer leicht erkennbar, was zu Messfehlern beiträgt.
Änderungen und Fehlerbehebung der Methode
Durchführung des Best-Fit-Verfahrens
Bei der Durchführung eines Best-Fit-Verfahrens an Zähnen mit Verschleiß sorgt der Algorithmus hinter dem quadratischen Mittelwert (RMS) immer dafür, dass der durchschnittliche Abstand zwischen den Punkten im Netz so nahe wie möglich Null liegt. Bei Zähnen mit Verschleißverlauf kann dies zu einer Abnahme des Abstands in den Bereichen mit Verschleiß und zu einer Zunahme der Bereiche ohne oder mit geringerem Verschleiß führen. Dies führt zu einer Unterschätzung des Verschleißes bei Verschleißoberflächen. Da es sich um eine Population mit mäßigem bis starkem Verschleiß handelt, führte die Durchführung einer Standard-Best-Fit-Ausrichtung gefolgt von der Deselektion okklusaler Bereiche mit klaren Verschleißfacetten und der Wiederholung der Best-Fit-Ausrichtung fast immer zu einer besseren Passform im Vergleich zur Standard-Best-Fit-Ausrichtung, die auch durch frühere Literatur unterstützt wird15,17 . Es ist wichtig, dass nur okklusale Oberflächen mit Verschleiß abgewählt werden, damit möglichst viele koronale Oberflächen für das Best-Fit-Verfahren zur Verfügung stehen, das im Folgenden als "modifizierte referenzbasierte Passformtechnik" bezeichnet wird22. Die Schwierigkeiten, die beste Anpassung in dieser Population zu erhalten, erklären den Unterschied in der Genauigkeit zwischen Höhen- und Volumenmessungen. Wenn das Best-Fit-Verfahren zu einer unvollkommenen Ausrichtung führt, wirkt sich dies relativ stärker auf den Volumenunterschied des Zahnes aus als Höhenmessungen. Darüber hinaus können Orte mit Artefakten wie Speichel bei Höhenmessungen, aber nicht bei Volumenmessungen vermieden werden.
Auswahl des Punktes mit dem höchsten Verschleiß
Einige Ausreißer blieben trotz Training bestehen, verursacht durch eine Vielzahl von Faktoren wie Meinungsverschiedenheiten aufgrund unklarer Anatomie, Verschleiß oder Restaurationen, und waren durch eine Anpassung des Protokolls nicht vermeidbar. Ein Punkt der Verbesserung wurde erreicht, indem das Farbspektrum bearbeitet wurde, das den Verschleiß darstellt, der als blauer Bereich dargestellt wird. Durch Änderung des Spektrums konnten dunkelblaue Verschleißbereiche auf einen dunkelsten blauen Punkt reduziert werden, wodurch die Stelle mit dem höchsten Verschleiß lokalisiert wurde, was die Empfindlichkeit des Bedieners bei der Auswahl des Ortes mit dem höchsten Verschleiß verringerte.
Messvolumen versus Messhöhe
Die Genauigkeit der Volumenmessungen war für die klinische Zahnverschleißmessung unzureichend. Dies ist zum einen auf die oben erwähnte Frage nach der besten Passform zurückzuführen. Eine leichte Abweichung in der Passform kann zu einem großen Unterschied zwischen den übereinander liegenden Zähnen führen. Zweitens werden Speichel, Restaurationen, Pulver und andere mögliche Artefakte von der Software als Volumenänderungen gemessen, obwohl sie keinen tatsächlichen Verschleiß darstellen. Drittens kann die Auswahl der Oberfläche für volumetrische Veränderungen durch Zahngröße, Form und gescannte Oberflächen beeinflusst werden. Viertens könnte der Softwarealgorithmus beim Füllen von Löchern oder beim Berechnen des Volumens zu ungenau sein, um Volumenänderungen präzise zu erkennen. Da die Berechnung der Volumenänderung automatisch erfolgt, nachdem die beste Anpassung durchgeführt wurde, führte die Ungenauigkeit der Volumenmessungen nicht zu Änderungen des Protokolls, abgesehen von der Verbesserung der besten Passung. Theoretisch wäre eine Volumenänderungsmessung vorzuziehen, da volumetrische Änderungen nicht durch Ausreißer in einzelnen Datenpunkten oder große Abschnitte der Fläche, die durch Verschleiß unverändert bleiben, wie z.B. Höhenmessungen12,17, beeinflusst werden. Volumetrische Veränderungen sind jedoch abhängig von der Zahngröße, die bei der Meldung volumetrischer Veränderungen berücksichtigt werden sollte15. Darüber hinaus kann die Höhenmessung nützlich sein, um einen guten Eindruck von den Verschleißvorgängen an der Oberfläche zu erhalten. Für die zukünftige Forschung ist es von entscheidender Bedeutung, sich auf Methoden zur genauen Messung von Höhen- und Volumenänderungen zu konzentrieren, um das Fortschreiten des Zahnverschleißes zu bestimmen.
Stärken und Grenzen des Protokolls
Dieses Protokoll basiert auf einer reproduzierbaren Chairside-Methode; Daher übersetzen sich die Ergebnisse auf das, was Kliniker erwarten können, wenn sie nach einer Methode zur Überwachung des Verschleißes mit intraoralen Scannern suchen. Das 3DWA-Protokoll hat sich als präzise erwiesen, und zusätzlich waren die Verschleißgrade für Patienten mit höherem und niedrigerem Verschleißverlauf (Tabelle 2) ähnlich denen, die in der Literatur gefunden wurden, was auf eine hohe Genauigkeit hindeutet 4,5,7,8,9.
Die Einschränkungen sind auch die Einschränkungen, mit denen ein Arzt konfrontiert wäre: patientenbezogene Faktoren wie begrenzte Mundöffnung, das Vorhandensein von Speichel oder Scanpulver (abhängig von der Art des Scanners) und mögliche Scanartefakte oder Softwarefehler, die zu zufälligen Fehlern führen (62 μm auf der Oberflächenebene), was im Vergleich zu dem Verschleiß, den man nach einem Jahr bei Patienten mit starkem Zahnverschleiß erwarten könnte (zwischen 68-140 μm pro Jahr), ziemlich erheblich ist. oder bei Patienten mit physiologischem Verschleiß von etwa 30 μm pro Jahr 4,5,6,7,8,9. Der doppelte Messfehler verliert jedoch deutlich an Bedeutung, wenn der Verschleißbereich zunimmt, sei es durch ein längeres Intervall oder einen stärkeren und schnell fortschreitenden Zahnverschleiß. Zweitens können zu Forschungszwecken Messungen wiederholt werden, um die DME zu reduzieren. Drittens werden Scanner und Scansysteme ständig überarbeitet und aktualisiert, und es wird erwartet, dass die Präzision in Zukunft nur noch zunehmen wird, was mehr Möglichkeiten für präzise Höhen- und Volumenmessungen schafft.
Obwohl das 3DWA-Protokoll nützliche und verlässliche Informationen über den Verlauf des Zahnverschleißes in der Forschung liefert, ist es für die Anwendung in der klinischen Standardversorgung wahrscheinlich noch zu zeit- und kostenintensiv. Die für die quantitative Verschleißmessung erforderliche Software ist für Forscher, geschweige denn für Zahnärzte nicht ohne weiteres verfügbar10. Der Vergleich kompletter Gebisse kann zwischen 3 und 6 Stunden dauern, abhängig von der Erfahrung des Prüfers und der Schwere des Verschleißes. Daher sind die Autoren der Ansicht, dass ein wichtiger nächster Schritt zur Verbesserung der Patientenversorgung die Automatisierung dieses validierten 3DWA-Protokolls ist, was es zeit- und kosteneffizienter machen würde. Verschiedene Ansätze, wie die Verwendung von Indexzähnen anstelle der Messung aller Zähne und Höcker zur Bestimmung des Verschleißverlaufs, können ebenfalls verwendet werden13.
Die Bedeutung der Methode in Bezug auf bestehende/alternative Methoden
Dieses Protokoll liefert quantifizierbarere, objektivere und präzisere Daten über das Fortschreiten des Zahnverschleißes im Vergleich zu gebräuchlicheren quantitativen Methoden wie dem Zahnverschleißindex (TWI), dem Tooth Wear Evaluation System (TWES) oder der Basic Erosive Wear Examination (BEWE)24,25,26. Dies ist die erste Studie, die an allen direkten In-vivo-Scans durchgeführt wurde, ohne Laborscanner oder gescannte Abdrücke zur Beurteilung des Verschleißes zu verwenden. In dieser Studie wurden eine angemessene Protokollgenauigkeit und eine ausgezeichnete Intra-Rater-Präzision bei der Messung der Höhe gefunden. Es gab nur einen geringen Unterschied zwischen den Bewertern, was nicht dazu führen würde, dass Patienten fälschlicherweise als stabiler oder progressiver mäßiger bis schwerer Verschleiß diagnostiziert wurden. Diese Methode war nicht in der Lage, präzise volumetrische Änderungsmessungen zu liefern, was frühere Forschungen als zuverlässiger angesehen haben, und in diesem Bereich muss mehr Forschung betrieben werden15.
Die identifizierte Protokollgenauigkeit von 0,062 mm (Zufallsfehler oder DME) für die Höhe ist nicht der einzige Faktor, der berücksichtigt werden muss, wenn versucht wird, die Genauigkeit des Protokolls für eine bestimmte Messung zu bestimmen. Die systematischen Fehler sind minimal genug, um sie zu verwerfen; Der Zufallsfehler von 0,062 ist jedoch zufällig und daher nicht für jede Messung gleich. Dies schließt die Existenz eines einfachen Schwellenwerts für die Mindestgenauigkeit aus. In einer Forschungsumgebung mit vielen wiederholten Messungen ist der Effekt des Zufallsfehlers minimal. Bei einem einzelnen Patienten tritt jedoch der Zufallsfehler zum Tragen. Die Bedeutung eines zufälligen Fehlers von 0,062 mm hängt davon ab, welcher wahre Wert des Höhenverlustes einen pathologischen Zahnverschleiß bedeutet. Der gewählte Schwellenwert in Kombination mit dem DME bestimmt die Wahrscheinlichkeit einer Messung zur Messung des pathologischen Zahnverschleißes, wo keiner vorhanden ist und umgekehrt. Wenn beispielsweise für einen einzelnen Patienten ein Schwellenwert von 0,070 mm Zahnverschleiß pro Jahr als pathologisch bestimmt wird und 0,030 mm Zahnverschleiß pro Jahr als physiologisch angesehen werden, ergibt ein DME von 0,062 mm eine Wahrscheinlichkeit von 26%, dass der identifizierte Wert höher als 0,070 mm ist, wenn der wahre Wert 0,030 mm beträgt. Dadurch wird ein Patient fälschlicherweise als pathologisch abgenutzt. Nach 3 Jahren würde die Schwelle für pathologischen Verschleiß jedoch 0,210 mm betragen. Bei einem wahren Wert von 0,090 mm (pro 3 Jahre) besteht dann nur eine Chance von 2,6%, dass der gefundene Wert über dem Schwellenwert liegt. Daher wird empfohlen, den Zahnverschleiß nach mehreren Jahren bei Patienten mit mäßigem Verschleiß oder in kürzerem Intervall mit höherem Verdacht auf Progression zu messen, um den individuellen Verschleiß genau zu bestimmen.
Darüber hinaus ist es sehr schwierig, die gefundene Genauigkeit mit zuvor gemeldeten Werten zu vergleichen. Obwohl viele Studien über die Präzision und Genauigkeit von Scannern durchgeführt wurden, macht es die in dieser Studie verwendete spezifische Technik, einen vollen Bogen zu scannen (was die Präzision verringert), aber einzelne Zähne zu vergleichen (was die Präzision erhöht), unmöglich, gegebene Werte auf vollen Bögen und einzelnen Zähnen zu vergleichen18. In der Forschung, die über das Fortschreiten des Zahnverschleißes durchgeführt wurde, basierte die berichtete Präzision auf In-vitro-Befunden über simulierten Verschleiß oder mit Lasern oder Laborscannern und ist daher schwer mit den Ergebnissen dieser Studie zu vergleichen und in einem klinischen Umfeld weniger relevant 6,14,17,20,21.
Bedeutung der Anwendung
Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die quantitative Verschleißmessung von intraoralen Scans eine erreichbare und präzise Methode ist, um den Verschleiß in der Höhe zu quantifizieren. Das Ergebnis scheint unabhängig von der Erfahrung des Bedieners und einer begrenzten Schulung im Protokoll zu sein. Dies hat große Vorteile in der Forschung, wie zum Beispiel die Möglichkeit, den Verschleiß zu quantifizieren und zu überwachen und Informationen digital in Probandenakten zu speichern. Dieses Protokoll wäre in der klinischen Praxis bei der Behandlung von Zahnverschleiß nützlich, um Behandlungsoptionen zu bestimmen, Bewusstsein zu schaffen und die patientenzentrierte Versorgung zu verbessern. Obwohl derzeit zu zeitaufwendig, können modifizierte Versionen des Protokolls für die klinische Praxis, wie z. B. die Messung von Indexzähnen anstelle von Vollgebissen, dieses Problem lindern, ebenso wie die Automatisierung des Protokolls. Es wird ein wichtiger Schritt in Richtung einer Zukunft sein, in der Patienten regelmäßig im Rahmen der Standardversorgung gescannt werden, wobei eine Software Bereiche mit Verschleißverlauf diagnostiziert.
Die Autoren haben ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es im Zusammenhang mit diesem Artikel keine Interessenkonflikte gibt.
Diese Studie wurde teilweise vom Dutch Journal of Dentistry (Stichting Bevordering Tandheelkundige Kennis, NTVT BV) finanziert.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dry Tips | Microbrush International | 273-DTL | Dry pad to cover buccal mucosa |
GeoMagic Qualify | 3D Systems | Measurement, comparison and reporting software tool for first-article and automated inspection processes | |
High Resolution Scanning Spray Powder | 3M ESPE | 42295100 | Powder to cover to-be scanned surfaces |
High Resolution Sprayer | 3M | 42295100 | Sprayer for scanning powder |
Lava Chairside Oral Scanner | 3M ESPE | 68901 | Intra Oral Scanner |
Mobile True Definition Scanner | 3M | M06-6060 | Mobile Intra Oral Scanner |
OptraGate | Ivoclar Vivadent | 49294 | Flexible lip and cheek retractor |
Saliva Ejector HYGOFORMIC | Pulpdent | SV-6075 | Intra Oral Scanning Aids in tongue retraction and suction for mandibular scanning |
True Definition Scanner | 3M | M06-6000 | Intra Oral Scanner |
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