A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כתב יד זה מציג פרוטוקול מקיף להערכת התנועה התלת-ממדית (תלת-ממדית) של שיניים אחוריות מקסילריות עם קשתיות שקופות באמצעות סופראימפוזיציה של מודל דיגיטלי, כלי רב ערך באורתודונטיה ובאורתופדיה דנטופציאלית.
מאז השקת Invisalign על ידי Align Technology, Inc. בשנת 1999, נמשכו שאלות וויכוחים בנוגע לדיוק של טיפול Invisalign (יישור שקוף), במיוחד בהשוואה לשימוש במכשירים קבועים מסורתיים. הדבר הופך להיות משמעותי במיוחד במקרים של תיקונים אנטרופוסטריים, אנכיים ורוחביים, שבהם השוואות מדויקות הן בעלות חשיבות עליונה. כדי לענות על שאלות אלה, מחקר זה מציג פרוטוקול שתוכנן בקפידה, תוך שימת דגש עיקרי על הנחת המשנה הדיגיטלית של תנועת השיניים האחוריות המקסילריות כדי להקל על ניתוח מדויק. הדגימה כללה 25 מטופלים שהשלימו את הסדרה הראשונה של קשתיות Invisalign (שקופות). ארבעה מודלים דיגיטליים מקסילריים (מודלים לפני טיפול, לאחר טיפול, ClinCheck-ראשוני וסופי) הונחו דיגיטלית תוך שימוש ברוגות החיך ובשיניים כהפניות יציבות. שילוב תוכנה שימש לסופראימפוזיציה של מודלים ופילוח שיניים. מטריצות טרנספורמציה ביטאו אז את ההבדלים בין מיקום השן שהושג לבין מיקום השן החזוי. ערכי הסף להבדלים רלוונטיים מבחינה קלינית היו ±0.25 מ"מ לתזוזה ליניארית ו-±2° לסיבוב. ההבדלים הוערכו באמצעות מבחני T-squared של Hotelling עם תיקון Bonferroni. ההבדלים הממוצעים בסיבוב (2.036° ±-4.217°) ובמומנט (-2.913° ±-3.263°) היו מובהקים סטטיסטית וקלינית, עם ערכי p של 0.023 ו-0.0003 בהתאמה. דה-רוטציה של קדם-טוחנות ובקרת מומנט עבור כל השיניים האחוריות היו פחות צפויים. כל ההבדלים הממוצעים במדידות הליניאריות היו חסרי משמעות סטטיסטית וקלינית, פרט לכך שהטוחנות הראשונות נראו מעט יותר פולשניות (0.256 מ"מ) ממיקומן החזוי. נראה כי מערכת היישור השקוף עומדת בתחזית שלה עבור רוב תנועות השיניים התרגומי והטיה מזיאלית-דיסטלית בשיניים אחוריות מקסילריות במקרים ללא עקירה עם חסימות קלות עד בינוניות.
בשנת 1999, מכשירים אורתודונטיים נשלפים בייצור דיגיטלי הפכו לזמינים מסחרית על ידי Align (Align Technology Inc., Tempe, AZ). במקור, מערכת זו תוכננה לפתור מקרים שאינם גדלים עם צפיפות קלה עד בינונית או לסגור חללים קטנים כחלופה אסתטית למכשירים מסורתיים קבועים. עם עשרות שנים של שיפורים בתכנון וייצור בעזרת מחשב (CAD/CAM), חומרים דנטליים ותכנון טיפול, טיפול בקשתיות שקופות (CAT) שימש מאז לטיפול ביותר מ-10 מיליון מטופלים עם חסימות שונות ברחבי העולם1. מחקר רטרוספקטיבי שנערך לאחרונה הציע כי CAT יעיל כמו טיפול במכשיר קבוע עבור אוכלוסיית מתבגרים עם חסימות קלות, עם תוצאות משופרות באופן משמעותי ביישור שיניים, יחסים חסומים, overjet2. מספר התורים, ביקורי החירום וזמן הטיפול הכולל היו גם תוצאות טובות יותר עבור מטופלים בטיפול בקשתיות שקופות. למרות שניתן להשתמש ב- CAT לטיפול בחסימות ללא מיצוי, חסימות קלות עד בינוניות בחולים שאינם גדלים 3,4, ולקצר את משך הטיפול ואת זמן הכיסא5, עדיין לא ברור אם הטיפול יעיל כמו תקן הזהב של סמכים שפתיים קונבנציונליים 4,6,7,8,9, במיוחד עבור תיקון אנטרופוסטרי ואנכי10.
ClinCheck היא פלטפורמת תוכנה שפותחה על ידי Align כדי לספק לרופאים סימולציות תלת ממדיות וירטואליות (3D) של תנועות שיניים פוטנציאליות. הוא עוסק בעיקר במצב הראשוני של המטופל ובתוכנית הטיפול שנקבעה על ידי הקלינאי, ויכול להיות גם כלי תקשורת חזותית עבור המטופל. כל חוסר התאמה בין התוצאות החזויות והמושגות עשוי לדרוש תיקון, עידון או המרה באמצע הקורס לטיפול במכשיר קבוע. כתוצאה מכך, האמינות של תחזיות תוכנה משכה תשומת לב גוברת מצד החוקרים. מאז הסקירה השיטתית של לגראבר ופלורס-מיר שפורסמה ב-200511, נמדדו בדרכים שונות מחקרים על הקונקורדנציה בין מודלים חזויים למודלים שלאחר הטיפול, שיטות מדידה הכוללות אורך קשת, מרחק בין-כלבי, נשיכת יתר, סילון יתר, סטיית קו אמצע12, ציון הפחתה13 של המועצה האמריקאית לאורתודונטיה לדירוג אובייקטיבי (ABO-OGS), רוחב בין-דנטלי עליון ותחתון14ומידות הנגזרות מטומוגרפיה ממוחשבת של קרן חרוט15.,
השוואות נעשו גם על ידי הנחת מודלים תלת ממדיים 16,17,18,19,20,21. לדוגמה, פלטפורמות תוכנה קיימות רבות, כגון ToothMeasure (תוכנה פנימית שפותחה על ידי Align Technology), יכולות לשכפל שני מודלים דיגיטליים באמצעות נקודות ייחוס שנבחרו על ידי המשתמש על שיניים לא מטופלות, rugae palatal או שתלים דנטליים. מכיוון שהמודלים החזויים והמושגים בדרך כלל אינם כוללים את משטחי החיך, מחקרים קודמים רבים 15,16,17,18 השתמשו בשיניים האחוריות הלא מטופלות כסימוכין לסופראימפוזיציה, כולל האפשרות להוסיף טעויות עקב התנועות היחסיות של שיניים אלה. מחקרים אלה הוגבלו לאזורים קדמיים של הקשת במקרים פשוטים יחסית עם ריווח או צפיפות קלה עד בינונית.
Grünheid et al. השתמשו בסופראימפוזיציה מתמטית כדי לכמת את הפערים בין תוכניות טיפול וירטואליות לבין תוצאות הטיפול בפועל כדי להעריך את הדיוק של CAT שיניים מלאות ללא מבנים אנטומיים יציבים במודלים דיגיטליים20. Haouili et al. השתמשו באותה שיטה באלגוריתם המתאים ביותר בתוך תוכנת Compare כדי לערוך מחקר מעקב פרוספקטיבי על היעילות של תנועת שיניים עם CAT21. המטרה הייתה לספק עדכון על הדיוק הקשור לטכנולוגיה מתפתחת, כלומר SmartForce, חומרי יישור SmartTrack וסריקות דיגיטליות. ממצאיהם של שיפור ברמת הדיוק הכוללת מ-41%17 ל-50%21 היו מעודדים, אך אינם שוללים את האפשרות שחלק מתנועות השיניים עדיין אינן ניתנות להשגה באופן משביע רצון עם מערכת היישור השקוף.
כאשר הם נחזים ומושגים, מודלים דיגיטליים כוללים התייחסות תלת-ממדית נפוצה שאינה תלויה בשיניים, כגון רוגות חיך, שתלים דנטליים או טורי; הם יכולים להיות רשומים במשותף בתוך מערכת הקואורדינטות של פלטפורמות תוכנה מתאימות רבות. אם שן מעניינת מקוטעת מאחת ועוברת טרנספורמציה מתמטית כדי להתאים לגרסה העקורה שלה באחרת, מטריצת הטרנספורמציה מכילה את המידע המלא הדרוש לתיאור הטרנספוזיציה התלת-ממדית כולה. תוכנו יכול לבוא לידי ביטוי כשלושה תרגומים ושלושה סבבים המתוארים על ידי אמנה רשמית. דוגמה לכך ניתן למצוא בתוכנת הבקרה Invisalign ClinCheck Pro 3D, שבה הפרמטרים המספריים המציינים את תנועות השיניים התלת-ממדיות הדרושות להזזת שיניים למיקומן החזוי מוצגים בטבלת תנועות שיניים.
בעוד שהמודלים הראשוניים והסופיים (הצפויים) מתוכנת התכנון חולקים מערכת קואורדינטות משותפת המסופקת על ידי אותה פלטפורמת תוכנה, היעדר החיך שלהם מגביל את האפשרות להירשם במשותף עם כל מודל שיניים דיגיטלי אחר, אלא אם כן יש להם שיניים זהות. בהקשר זה, הועלתה השערה כי העל-אימפוזיציה של מודלים חזויי תוכנה ולאחר טיפול (מושגים) תהיה ישימה. היתכנות זו נובעת מזמינותם של שני זוגות: ראשוניים וסופיים (המועלים אוטומטית במהלך הייצוא מתוכנת תכנון) וזוג נוסף של מודלים טרום טיפול והושג (המונחים באמצעות רוגות פלטליות). ניתן לרשום זוגות אלה באמצעות השיניים שלפני הטיפול כהפניה כדי ליישר אותם עם המודל הראשוני של Invisalign. לאחר מכן, ניתן לבצע פילוח של שיניים בודדות כדי להעריך הבדלים במיקום ובאוריינטציה שלהן. הערכה זו כוללת החלפת שיניים בין המודלים, ומטריצות הטרנספורמציה יאפשרו כימות מספרי של התרגומים והכיוונים מחדש.
בפרוטוקול זה הוצגה גישה להערכת היעילות של CAT בטיפול בחסימות קלות עד בינוניות הן בקרב מתבגרים והן אצל מבוגרים, תוך התמקדות ספציפית בשיניים האחוריות המקסילריות. השערת האפס הייתה שאין הבדל בין מיקום השן שהושג לבין מיקום השן החזוי על ידי תוכנת התכנון בשיניים האחוריות המקסילריות לאחר הסדרה הראשונה של הקשתיות השקופות.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מחקר זה קיבל אישור אתי ממועצת הביקורת המוסדית באוניברסיטת קולומביה הבריטית (No. H19-00787). כדי לשמור על סודיות, כל הדגימות ששימשו במחקר עברו הליכי ביטול זיהוי. יתר על כן, לפני הכללתם במחקר, התקבלה הסכמה מדעת מתאימה מכל החולים המשתתפים.
הערה: כל משתתף תרם ארבעה מודלים דיגיטליים מקסילריים, שהקיפו את הדברים הבאים:
פרוטוקול זה מינף שילוב של מספר כלי תוכנה, שכללו את CloudCompare, Meshmixer ו-Rhinoceros. פלטפורמות תוכנה אלו מילאו תפקיד מרכזי בהקלת תהליך הרישום ואפשרו פילוח של שיניים בודדות לצורך ניתוח תנועותיהם וכיווניהן. ראוי לציין כי כלי תוכנה אלה עשויים להיות ניתנים לשכפול עם אפשרויות תוכנה אחרות בקוד פתוח, בתנאי שהם יכולים להשיג מטרות דומות. זרימת עבודה הממחישה את רצף התוכנה מוצגת באיור 1.
1. הכנה
2. הנחת על פלטלית של מודלים דיגיטליים לפני ואחרי הטיפול ב- CloudCompare
3. הכנת מודל תוכנה לסופראימפוזיציה עם תוכנת קרנף
4. הטמעת מודלים דיגיטליים חזויי תוכנה ולאחר טיפול באמצעות CloudCompare
5. פילוח כתר באמצעות Meshmixer
6. סופראימפוזיציה דנטלית עם CloudCompare
7. מפרטי מדידה
8. ניתוח סטטיסטי
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
גודל מדגם מינימלי של 24 מקרים נדרש כדי לזהות שינוי אפקט של 0.6° עבור זוויות הקצה והמומנט הממוצעות, עם הספק של 80% ואלפא של 0.0523. קריטריוני ההכללה היו כדלקמן: (1) שיניים קבועות מלאות דרך הטוחנות הראשונות, (2) חסימות Class I, או פחות מ-2 מ"מ Class II / III malocclusions עם ריווח, או צפיפות קלה עד בינונית שע?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
לרוגות החיך יש תצורה ייחודית בגיל ההתבגרות; הם נשארים קבועים במהלך הצמיחה, הם סמנים אותנטיים לזיהוי אישי, ונחשבים להפניות אנטומיות יציבות לסופראימפוזיציה של מודל מקסילרי 24,25,26,27. Dai et al. השתמשו בשיטה זו כדי להשוות את תנו?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו מומנה על ידי תוכנית פרס המחקר הבינלאומית של Align (Align Technology Inc., Tempe, AZ). עם זאת, למקור המימון לא הייתה כל מעורבות בביצוע המחקר ו/או הכנת הכתבה. ברצוננו להודות לד"ר סנדרה טאי ולד"ר סמואל טאם על תמיכתם הנדיבה במתן מקרי Invisalign ולניקולס קרסטיק על תמיכתו המקצועית בניתוחים סטטיסטיים.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CloudCompare | GPL software | Version 2.11 | open-source software (https://www.cloudcompare.net/) |
Meshmixer software | Autodesk, Inc. | ||
Rhinoceros 5.0 | Robert McNeel & Associates | Version 5.0 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved