Un approccio a elementi finiti per localizzare il centro di resistenza dei denti mascellari

Riepilogo

Questo studio delinea gli strumenti necessari per l'utilizzo di immagini paziente a base di fascio tridimensionale a basso dosaggio della mascella e dei denti mascellari per ottenere modelli di elementi finiti. Questi modelli di pazienti vengono quindi utilizzati per localizzare con precisione il_RES C di tutti i denti mascellari.

Abstract

Il centro di resistenza (C_RES) è considerato il punto di riferimento fondamentale per il movimento prevedibile dei denti. I metodi utilizzati per stimare il_RES C dei denti vanno dalle tradizionali misurazioni radiografiche e fisiche all'analisi in vitro su modelli o campioni di cadaveri. Le tecniche che prevedono l'analisi finita degli elementi di scansioni micro-CT ad alta dose di modelli e denti singoli hanno mostrato un sacco di promesse, ma poco è stato fatto con immagini più recenti, a basso dosaggio e a bassa risoluzione della tomografia computerizzata a fascio di cono (CBCT). Inoltre, il_RES C solo per pochi denti selezionati (cioè, incisivo centrale mascellare, canino, e primo molare) sono stati descritti; il resto sono stati in gran parte ignorati. È inoltre necessario descrivere la metodologia per determinare il_RES C in dettaglio, in modo che diventi facile da replicare e basarsi.

Questo studio ha utilizzato immagini di routine del paziente CBCT per lo sviluppo di strumenti e un flusso di lavoro per ottenere modelli di elementi finiti per l'individuazione del_RES C dei denti mascellari. Le immagini del volume CBCT sono state manipolate per estrarre strutture biologiche tridimensionali (3D) rilevanti nel determinare il_RES C dei denti mascellari per segmentazione. Gli oggetti segmentati sono stati puliti e convertiti in una mesh virtuale costituita da triangoli tetraedrici (tet4) con una lunghezza massima del bordo di 1 mm con software 3matico. I modelli sono stati ulteriormente convertiti in una solida rete volumetrica di tetraedri con una lunghezza massima del bordo di 1 mm per l'uso nell'analisi degli elementi finiti. Il software di progettazione, Abaqus, è stato utilizzato per pre-elaborare i modelli per creare un assieme e impostare le proprietà del materiale, le condizioni di interazione, le condizioni di contorno e caricare le applicazioni. I carichi, una volta analizzati, simulavano le sollecitazioni e le sollecitazioni del sistema, aiutando ad individuare il C_RES. Questo studio è il primo passo nella previsione accurata del movimento dei denti.

Introduzione

Il centro di resistenza (C_RES) di un dente o di un segmento di denti è analogo al centro di massa di un corpo libero. È un termine preso in prestito dal campo della meccanica dei corpi rigidi. Quando viene applicata una singola forza al_RESC , la traslazione del dente nella direzione della linea d'azione della forza avviene^1,2. La posizione del_RES C dipende non solo dall'anatomia e dalle proprietà del dente, ma anche dal suo ambiente (ad esempio, legamento parodontale, osso circostante, denti adiacenti). Il dente è un corpo sobrio, rendendo il suo C_RES simile al centro di massa di un corpo libero. Nella manipolazione degli apparecchi, la maggior parte degli ortodontisti considerano la relazione del vettore di forza con il_RES C di un dente o di un gruppo di denti. Infatti, se un oggetto visualizzerà il ribaltamento o il movimento corporeo quando viene sottoposto a una singola forza è determinato principalmente dalla posizione del_RES C dell'oggetto e dalla distanza tra il vettore di forza e il_RESC . Se questo può essere previsto con precisione, i risultati del trattamento saranno notevolmente migliorati. Pertanto, una stima accurata del C_RES può migliorare notevolmente l'efficienza del movimento ortodontico dei denti.

Per decenni, il campo ortodontico ha rivisitato la ricerca riguardante la posizione del_RES C di un dato dente, segmento, o arco^{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}. Tuttavia, questi studi sono stati limitati nel loro approccio in molti modi. La maggior parte degli studi hanno determinato il_RES C solo per pochi denti, tralasciando la maggior parte. Ad esempio, l'incisivo centrale mascellare e il segmento dell'incisivo mascellare sono stati valutati in modo piuttosto estensivo. D'altra parte, ci sono solo pochi studi sul canino mascellare e primo molare e nessuno per i denti rimanenti. Inoltre, molti di questi studi hanno determinato la posizione del_{C RES} sulla base di dati anatomici generici per i denti, misurazioni da radiografie bidimensionali (2D) e calcoli su disegni 2D⁸. Inoltre, parte della letteratura attuale utilizza modelli generici o scansioni tridimensionali (3D) di modelli dentiformi anziché dati umani^4,8. Poiché l'ortodonzia si sposta nella tecnologia 3D per pianificare il movimento dei denti, è fondamentale rivedere questo concetto per sviluppare una comprensione 3D e scientifica del movimento dei denti.

Con i progressi tecnologici che hanno portato ad una maggiore potenza di calcolo e capacità di modellazione, la capacità di creare e studiare modelli più complessi è aumentata. L'introduzione della scansione tomografia computerizzata e della tomografia computerizzata a fascio di coni (CBCT) ha modelli e calcoli di spinta dal mondo 2D al 3D. Aumenti simultanei della potenza di calcolo e della complessità del software hanno permesso ai ricercatori di utilizzare radiografie 3D per estrarre modelli anatomici accurati da utilizzare in software avanzato per segmentare i denti, l'osso, il legamento parodontale (PDL) e varie altre strutture^7,8,9,10,13^,1414,15. Queste strutture segmentate possono essere convertite in una mesh virtuale da utilizzare nel software di progettazione per calcolare la risposta di un sistema quando viene applicata una determinata forza o spostamento.

Questo studio propone una metodologia specifica e replicabile che può essere utilizzata per esaminare ipotetici sistemi di forza ortodontici applicati su modelli derivati da immagini CBCT di pazienti vivi. Utilizzando questa metodologia, i ricercatori possono quindi stimare il_RES C di vari denti e prendere in considerazione la morfologia biologica delle strutture dentali, come l'anatomia dentale dei denti, il numero di radici e il loro orientamento nello spazio 3D, la distribuzione di massa e la struttura degli attaccamenti parodontali. Una struttura generale di questo processo è illustrata nella Figura 1. Questo per orientare il lettore al processo logico coinvolto nella generazione di modelli di denti 3D per l'individuazione del C_RES.

Protocollo

È stata ottenuta un'esenzione dal comitato di revisione istituzionale per la valutazione dei volumi CBCT archiviati nella Divisione di radiologia orale e maxillo-facciale (IRB n. 17-071S-2).

1. Selezione del volume e criteri

1. Acquisire un'immagine CBCT della testa e del viso¹⁶.
2. Esaminare l'immagine per l'allineamento dei denti, i denti mancanti, le dimensioni voxel, il campo visivo e la qualità complessiva dell'immagine.
3. Assicurarsi che la dimensione del voxel non sia superiore a 350 m (0,35 mm).

2. Segmentazione dei denti e dell'osso

1. Caricare i file DICOM non elaborati dell'immagine CBCT nel software Mimics per la segmentazione (Figura 2). Fare clic su Immagine > Ritaglia progetto. Ritagliare l'immagine per includere solo la mascella e i denti mascellari.
   NOTA: Il campo visivo dovrebbe essere sufficientemente grande da catturare la mascella e i denti mascellare. Assicurati che l'immagine includa le corone dei denti, il palato duro fino al pavimento nasale, i seni mascellari, le superfici facciali dei denti mascellari e l'estensione posteriore del palato duro e della tuberosità mascellare.
2. Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla scheda Maschera e creare una nuova maschera per l'immagine. Rinominare la maschera come UL1, UL2, ..., UL7 per il lato sinistro e UR1, UR2, ..., UR7 per il lato destro, in base al dente di interesse.
3. Identificare il dente di interesse sull'immagine CBCT mascherata (vedere le viste). Usate lo strumento Cancella maschera per cancellare la maschera. Il software potrebbe non essere in grado di distinguere tra i denti e l'osso perché i valori grigi dei due sono simili.
   NOTA: lo strumento di soglia in Mimics non è in grado di segmentare i denti e l'osso separatamente. Pertanto, è necessario un metodo diverso per la segmentazione.
4. Fare clic sullo strumento Modifica sezione multipla (CTRL e M). Selezionare la vista (Axial, Coronalo Sagittal). Evidenziare manualmente (ad esempio, disegnare) alcune delle sezioni come ritenuto necessario.
   NOTA: l'evidenziazione di più sezioni aggiunge ulteriori dettagli alla struttura.
5. Fate clic sullo strumento Interpola per riempire il volume delle sezioni saltate e applicarle.
6. Generare il volume 3D per il dente facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla maschera e selezionando l'opzione per calcolare il volume 3D.
7. Ripetere i passaggi da 2,2 a 2,6 per ogni dente dell'arco mascellare.
8. Seleziona tutti i denti mascellanti 3D, UL7-UR7. Fare clic con il pulsante destro del mouse per selezionare Arrotondamento. Impostare il fattore di arrotondamento su 0,4 e le iterazioni su 4.
9. Per segmentare le ossa mascellari fare clic con il pulsante destro del mouse sulla linguetta maschera. Creare una nuova maschera per l'immagine.
10. Dal menu a discesa per i set di soglie predefiniti, selezionare Personalizzato. Regolare il valore di soglia per includere l'osso mascellare completo. Assicurarsi di selezionare la casella Fori di riempimento prima di applicare la soglia.
    NOTA: Piccoli fori di 1 mm nell'osso corticale sono accettabili, perché possono essere rimossi facilmente nelle fasi successive.
11. Fare clic sullo strumento Crescita regione dinamica per riempire i grandi fori visibili nella maschera. Selezionate la maschera ossea mascellare come destinazione per l'utensile, oltre a selezionare la casella Livello multiplo. Utilizzare 50 per i valori Min e 150 per Max. Tenere premuto il tasto Ctrl mentre si fa clic sulle aree dell'osso corticale che non sono state evidenziate nella maschera.
12. Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla maschera ossea mascellare per la funzione Maschera liscia. Ripetere questo passaggio 3x per ottenere risultati ottimali.
13. Generare il volume 3D per la mascella facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla maschera e selezionando l'opzione per calcolare il volume 3D.
14. Selezionare l'osso mascellare 3D. Fare clic con il pulsante destro del mouse per selezionare l'arrotondamento. Impostare il fattore di arrotondamento su 0,4 e le iterazioni su 4.
15. Selezionare l'osso mascellare 3D e fare clic con il pulsante destro del mouse per selezionare A capo. Impostare 0,2 mm per il minimo dettaglio e 1 mm per la distanza di chiusura dello spazio. Selezionare l'opzione Proteggi muri sottili. Premere OK.
16. Rinominare l'osso mascellare 3D "Maxilla".

3. Pulizia e meshing

1. Selezionare gli oggetti 3D e copiarli (Ctrl e C).
2. Aprire il software 3matice incollare (Ctrl e V) gli oggetti 3D selezionati. Verranno visualizzati nell'albero degli oggetti e nell'area di lavoro di 3matic come struttura 3D (Figura 3).
3. Fare clic sulla scheda Correggi nella barra degli strumenti e utilizzare l'opzione Arrotonda. Nella casella Operazioni selezionare gli oggetti o le entità 3D desiderati e applicare i parametri di default.
4. Fare clic sulla scheda Fine nella barra degli strumenti e utilizzare l'opzione Arrotondamento locale. Nella casella Operazioni selezionare gli oggetti o le entità 3D desiderati. Posizionare il cursore per smussare manualmente le aree desiderate.
5. Duplicare i denti. Nella struttura ad albero degli oggetti selezionare tutti i denti, fare clic con il pulsante destro del mouse e scegliere Duplica.
6. Selezionare Tutti i denti duplicati, gruppo e denominare la cartella "gruppo 1". Il set originale servirà come denti finali per l'analisi.
7. Per i denti duplicati nel gruppo 1, fare clic su Modulo curva e l'opzione Crea curva. Disegnare manualmente una curva intorno alla giunzione cementoenamel (CEJ) per tutti i denti duplicati.
8. Selezionare le entità Curva, Contornoe Bordo nell'opzione Curva uniforme ( Arrotonda).
9. Separare le superfici della corona e della radice nelle proprie parti selezionando l'opzione Dividi superfici per curve e facendo clic con il pulsante sinistro del mouse sull'oggetto 3D da selezionare.
10. Generare il PDL dalla struttura radice del dente dividendo il dente in radice e corona al CEJ.
    1. Duplicare gli oggetti 3D dal gruppo 1 (generati nel passaggio 3.6) come gruppo 2. Per il gruppo 2, nella casella della struttura ad albero degli oggetti, fare clic sull'oggetto. Dall'elenco delle superfici eliminare la superficie della corona. Eseguire questo passaggio per tutti gli oggetti nel gruppo 2.
    2. Per il gruppo 2, fare clic su Modulo di progettazione > Hollow. Applicare i parametri desiderati (Tabella 1).
    3. Fare clic sul modulo Fix > Fix Wizard. Fare clic sulle singole parti, aggiornare e seguire le indicazioni fornite.
    4. Ripetere il passaggio 3.10.3 per tutte le parti. Rinominare tutte le parti del gruppo 2 come "UL1_PDL" in "UL7_PDL" e "UR1_PDL" in "UR7_PDL".
11. Nel gruppo 1, dalla finestra della struttura ad albero degli oggetti, fare clic su Oggetto. Dall'elenco delle superfici eliminare la superficie radice.
12. Selezionare l'opzione Riempi foro normale e selezionare il contorno. Fare clic su Contorno non valido e applica. L'intero spazio verrà riempito.
13. Selezionate Modulo di progettazione > Offset locale e selezionate l'intera superficie della corona. Selezionare le seguenti opzioni: Direzione (selezionare esterno), Distanza offset (selezionare 0.5) e Distanza di riduzione (selezionare 2.0). Fare domanda.
14. Ripetere il passaggio 3.13.
15. Ripetere i passaggi da 3,11 a 3,14 per ogni dente dell'arco mascellare.
16. Remesh (Figura 3)
    1. Fate clic su Modulo mesh (Remesh Module) > Crea assieme non piega (Create Non-Manifold Assembly) > Entità principale (Main Entity) > Maxilla dall'albero degli oggetti. Selezionare entità intersecante per tutti gli oggetti da 3.4 (denti originali) e selezionare Applica.
    2. Fare clic sul modulo Remesh. Dividere l'assieme non-traliccio.
    3. Ripetere i passaggi 3.16.1-3.16.2 utilizzando un'entità intersecante come tutti gli oggetti del gruppo 1 e Applica.
    4. Come passaggio facoltativo, solo se necessario, selezionare il Modulo di finitura > Taglia > Entità > Maxilla. Selezionare la struttura in eccesso (ad esempio, il disturbo) e Applica.
    5. Fare clic sul modulo Correggi > Correzione guidata > Maxilla > Aggiorna. Seguire le indicazioni fornite.
    6. Ripetere il passaggio 3.16.1 utilizzando un'entità intersecante come tutti gli oggetti del gruppo 2 e Applica.
    7. Fate clic sul modulo Remesh (Remesh) > Remesh adattivo (Adaptive Remesh). Selezionare tutte le entità intersecanti da 3.16.6 e Applica.
    8. Fate clic su Modulo retimesh (Remesh) > Dividi assieme non collettore (Divide Non-manifold Assembly).
    9. Fate clic su Modulo mesh (Remesh Module) > Crea assieme non collettore (Create Non-compfold Assembly) > Entità principale (Main Entity) (PDL) dal gruppo 2 (Object Tree). Selezionate Entità intersezione > Seleziona oggetto rispettivo dal passaggio 3.4 (corrispondente a quel tipo di dente) e Applica.
    10. Fate clic su Modulo Reti (Remesh) > Remesh adattivo (Adaptive Remesh). Selezionare l'entità intersecante da 3.16.9 e Applica.
    11. Fate clic su Remesh Module (Remesh Module) > Dividi assieme non collettore (Divide Non-manifold Assembly).
    12. Ripetere i passaggi 3.16.9-3.16.11 per ogni dente.
17. Fate clic sul modulo Mesh (Remesh) > Conservazione qualità (Quality Preserving) Riduci triangoli (Remesh) Nella struttura ad albero degli oggetti selezionare tutte le entità (ad esempio, denti, PDL e Maxilla) e Applica.
18. Fate clic su Remesh Module (Remesh Module) > Crea mesh di volume (Create Volume Mesh) > Seleziona entità (Select Entity). Scegliere Parametri mesh.
19. Ripetere il passaggio 3.18 per tutte le entità (ad esempio, denti, PDL e Maxilla).
20. Esportare manualmente i file di input(inp) da 3Matic ad Abaqus (Figura 4).

4. Analisi degli elementi finiti

NOTA: tutti gli script Python personalizzati sono disponibili negli allegati supplementari. Sono stati generati utilizzando la funzione di gestione macro in Abaqus.

1. Pre-elaborazione dell'impostazione
   1. Aprite Abaqus e selezionate Modello standard. Fare clic su File > Imposta la directory di lavoro > Seleziona percorso per l'archiviazione dei file.
   2. Fare clic su File > Esegui script e selezionare Model_setup_Part1.py
   3. Nella directory dei modelli specificare il percorso del file in cui caricare i file inp su Abaqus.
   4. Fare clic su Modelli > Simulazione > Parti > Maxilla > Superfici.
   5. Assegnare alla superficie il nome della superficie nella finestra di dialogo "_socket UL1".
   6. In Selezionare la regione della superficie scegliere Per angolo. Aggiungere "15" come angolo.
   7. Assicurarsi che tutte le aree della presa siano selezionate. Al termine, premere Fine.
   8. Ripetere i passaggi da 4.1.4-4.1.7 per le singole prese.
   9. Fare clic su Modelli > Simulazione > Parti. Quindi selezionate UL1 > Superfici. Denominare la superficie "UL1".
   10. In Selezionare la regione della superficie optare per "Individualmente". Selezionare il dente sullo schermo e premere Fatto.
   11. Ripetere i passaggi da 4.1.9-4.1.10 per tutti i denti.
   12. Fare clic su Modelli > Simulazione > Parti. Quindi selezionare UL1_PDL > Superfici. Assegnare alla superficie il nome "UL1_PDL_inner".
   13. In Selezionare la regione della superficie scegliere Per angolo. Aggiungere "15" come angolo.
       NOTA: se viene rilevato un errore durante la simulazione finale, ridurre l'angolo e riselezionare la superficie.
   14. Assicurarsi che sia selezionata l'intera superficie interna del PDL. Al termine, premere Fine.
   15. Selezionare UL1_PDL > Superfici. Assegnare alla superficie il nome "UL1_PDL_outer".
   16. In Selezionare la regione della superficie scegliere Per angolo. Aggiungere "15" come angolo.
       NOTA: se viene rilevato un errore durante la simulazione finale, ridurre l'angolo e riselezionare la superficie.
   17. Assicurarsi che sia selezionata l'intera superficie esterna del PDL. Al termine, premere Fine.
   18. Ripetere i passaggi da 4.1.13 a 4.1.19 per tutti i PDL.
   19. Fare clic su File > Esegui script e selezionare Model_setup_Part2.py
   20. Fare clic su Modelli > Simulazione > BC. Nome BC_all, quindi selezionare Passo come Iniziale. In Categoria, selezionare "Meccanico" e in "Tipi di passo selezionato" selezionare "Spostamento/Rotazione". Premere Continua.
   21. In Seleziona regioni per la condizione di contorno selezionare Per angolo. Aggiungere "15" come angolo. Selezionare Crea set. Selezionare le singole prese per i 14 denti. Premere Fine.
       NOTA: Questo ha contribuito a simulare il movimento istantaneo dei denti.
   22. Fare clic su Modelli > Simulazione > Assieme > Set > Crea gruppo. Assegnare al set il nome "U1_y_force".
   23. In Selezione nodi per il set scegliere Individualmente.
       NOTA: Una forza concentrata di Newton è stata applicata su un nodo dente selezionato casualmente nella direzione Y positiva (simulando una forza di disinstallazione) o nella direzione positiva di z (simulando una forza intrusiva).
   24. Selezionare un nodo al centro della corona sulla superficie bucchiale dell'incisivo centrale superiore (U1) e premere Fatto.
   25. Fare clic su Set > Crea set. Assegnare al set il nome "U1_z_force".
   26. Ripetere i passaggi 4.1.23-4.1.24.
   27. Ripetere i passaggi 4.1.22-4.1.26 per tutti i denti.
       NOTA: prima di generare un set per un dente particolare come in 4.1.25, vai a Istanza > Riprendi per quel dente.
2. Impostazione del modello
   1. Fare clic su Modelli > Simulazione > Assieme > Istanze. Selezionare Tutte le istanze e fare clic su Riprendi.
   2. Fare clic su Strumenti > Query > Punto/Nodo. Selezionare un nodo al centro di un incisivo centrale selezionato casualmente e premere Fatto.
   3. Sotto il centro di comando nella parte inferiore della pagina, copiare le coordinate X, Y e z del nodo selezionato nel passaggio 4.2.2.
   4. Sotto la barra degli strumenti verticale selezionare Traduci istanza e selezionare l'intero assieme (cioè tutte le istanze) sullo schermo. Premere Fine.
   5. Nella casella Selezionare un punto iniziale per il vettore di traslazione incollare le coordinate copiate nel passaggio 4.2.3 o immettere i valori X, Y e . Fare clic su Invio.
   6. In Selezionare un punto finale per il vettore di traslazione o immettere X,Y, :immettere le coordinate "0.0", "0.0" e "0.0". Fare clic su Invio.
   7. Per Posizione dell'istanza, premere OK.
   8. Fare clic su Strumenti > Query > Punto/Nodo e selezionare un nodo direttamente sopra la linea mediana degli incisivi centrali. Immettere Fatto.
   9. Sotto il centro di comando nella parte inferiore della pagina, copiare le coordinate X, Y e z del nodo selezionato nel passaggio 4.2.8.
   10. Sotto la barra degli strumenti verticale selezionare Traduci istanza e selezionare l'intero assieme (cioè tutte le istanze) sullo schermo. Immettere Fatto.
   11. Incollare le coordinate copiate nella casella Selezionare un punto iniziale per il vettore di traslazione oppure immettere X,Y, . Fare clic su Invio.
   12. In Selezionare un punto finale per il vettore di traslazione - o immettere X,Y, :inserire le coordinate copiate nel passaggio 4.2.9. Modificare la coordinata X in 0,0. Fare clic su Invio.
   13. Per Posizione dell'istanza, premere OK.
   14. Fare clic su File > Esegui script e selezionare Model_setup_Part3.py. Inserire o modificare le proprietà del materiale.
   15. Fare clic su Modelli > Simulazione > Materiali e fare clic su Osso/PDL/Dente. Inserire proprietà specifiche del tessuto.
   16. Fare clic su File > Esegui script e selezionare Functions.py.
3. Elaborazione del modello
   1. Fare clic su File > Esegui script e selezionare Job_submission.py.
      NOTA: il modulo del processo è dove l'utente imposta una o più azioni sul modello e il gestore di processi è dove viene avviata l'analisi del modello, viene visualizzato lo stato di avanzamento e viene annotato il completamento.
   2. Nella finestra di dialogo Soppressione tutto, immettere i lati (L o R) dei denti in base ai vincoli (in Modelli > Simulazione > Vincoli). Premere OK.
   3. Nella finestra di dialogo relativa all'invio del lavoro immettere "Y" per eseguire l'analisi per i denti/denti specificati. Premere OK.
   4. Nella finestra di dialogo intitolata Indicazioni per l'analisi immettere "Y" per specificare forzata applicazione. Premere OK.
4. Post-elaborazione per stima C _RES
   1. Scegliete File > Esegui script > Bulk_process.py.
   2. Nella finestra di dialogo Analizza più lavori immettere "Y" per il dente/denti specificati. Premere OK.
   3. Nella finestra di dialogo intitolata Indicazioni per l'analisi immettere "Y" per specificare l'applicazione di forza. Premere OK.
   4. Nella finestra di dialogo Get Input immettere Specific Tooth Number come Outlined Named Instances (ad esempio, UL1 o UL5 e così via). Premere OK.
   5. Controllare le coordinate per il punto di forza e la posizione stimata nella casella di comando. Se non sono simili, ripetere i passaggi 4.3.1-4.4.4.
      NOTA: dopo l'esecuzione dei processi per ogni passaggio, è stato eseguito un algoritmo definito dall'utente creato in Python all'interno dell'interfaccia Abaqus per analizzare il sistema di forza di reazione e i momenti successivi creati come risultato dell'applicazione di carico. L'algoritmo suggerisce automaticamente una nuova posizione del nodo per applicare il carico in modo che venga creato un momento di grandezza quasi zero all'interno del sistema di forza. Questa operazione procede in un processo iterativo, fino a quando non viene trovata o stimata la posizione del nodo che crea un momento più vicino a zero quando una forza viene applicata tramite di essa. L'algoritmo è descritto in dettaglio nella sezione Discussione.

Risultati

Al fine di verificare la segmentazione e la struttura manuale come descritto nella sezione Procedure (passaggio 2), un primo molare mascellare è stato estratto da un cranio asciutto ed è stata scattata un'immagine CBCT. Il software di elaborazione e modifica delle immagini Mimics è stato utilizzato per delineare manualmente il dente come descritto nel passaggio 2. Successivamente, è stata eseguita la meshing, i modelli segmentati sono stati puliti con software 3matico e sono stati imp...

Discussione

Questo studio mostra una serie di strumenti per stabilire un flusso di lavoro coerente per l'analisi degli elementi finiti (FEA) dei modelli di denti mascellari derivati dalle immagini CBCT dei pazienti per determinare il loro C_RES. Per il medico, una mappa chiara e diretta del_RES C dei denti mascellare sarebbe uno strumento clinico inestimabile per pianificare i movimenti dei denti e prevedere gli effetti collaterali. Il metodo degli elementi finiti (FEM) è stato introdotto nella ricerca biomeccan...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-matic software	Materialise, Leuven, Belgium.		Cleaning and meshing
Abaqus/CAE software, version 2017	Dassault Systèmes Simulia Corp., Johnston, RI, USA.		Finite Element Analysis
Mimics software, version 17.0	Materialise, Leuven, Belgium.		Segmentation of teeth and bone