Name: a finite element approach for locating the center of resistance of maxillary teeth
Uploaded: 2020-04-08T13:00:00
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저자는 프로젝트를 지원하기위한 찰스 버스톤 재단 상을 인정하고 싶습니다.

구강 및 악안면 방사선학 (IRB No. 17-071S-2)의 부서에 보관 된 CBCT 볼륨을 평가하기위한 기관 검토 위원회 면제가 획득되었습니다.
1. 볼륨 선택 및 기준
<ol><li>머리와 얼굴(16)의CBCT 이미지를 획득합니다.</li>
	<li>치아 정렬, 누락된 치아, 복셀 크기, 시야 및 이미지의 전체 품질에 대한 이미지를 검사합니다.</li>
	<li>복셀 크기가 350μm(0.35mm)를 초과하지 않는지 확?...

<ol>
	<li>Smith, R. J., Burstone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+tooth+movement.">Mechanics of tooth movement.</a> American Journal of Orthodontics. 85 (4), 294-307 (1984).</li><li>Christiansen, R. L., Burstone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Centers+of+rotation+within+the+periodontal+space.">Centers of rotation within the periodontal space.</a> American Journal of Orthodontics. 55 (4), 353-369 (1969).</li><li>Tanne, K., Nagataki, T., Inoue, Y., Sakuda, M., Burstone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+initial+tooth+displacements+associated+with+various+root+lengths+and+alveolar+bone+heights.">Patterns of initial tooth displacements associated with various root lengths and alveolar bone heights.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 100 (1), 66-71 (1991).</li><li>Burstone, C. J., Pryputniewicz, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holographic+determination+of+centers+of+rotation+produced+by+orthodontic+forces.">Holographic determination of centers of rotation produced by orthodontic forces.</a> American Journal of Orthodontics. 77 (4), 396-409 (1980).</li><li>Dermaut, L. R., Kleutghen, J. P., De Clerck, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+determination+of+the+Cres+of+the+upper+first+molar+in+a+macerated,+dry+human+skull+submitted+to+horizontal+headgear+traction.">Experimental determination of the Cres of the upper first molar in a macerated, dry human skull submitted to horizontal headgear traction.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 90 (1), 29-36 (1986).</li><li>Tanne, K., Sakuda, M., Burstone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+finite+element+analysis+for+stress+in+the+periodontal+tissue+by+orthodontic+forces.">Three-dimensional finite element analysis for stress in the periodontal tissue by orthodontic forces.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 92 (6), 499-505 (1987).</li><li>Meyer, B. N., Chen, J., Katona, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+the+Cres+depend+on+the+direction+of+tooth+movement?.">Does the Cres depend on the direction of tooth movement?.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 137 (3), 354-361 (2010).</li><li>Kojima, Y., Fukui, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+finite+element+simulation+of+initial+movement,+orthodontic+movement,+and+the+centre+of+resistance+of+the+maxillary+teeth+connected+with+an+archwire.">A finite element simulation of initial movement, orthodontic movement, and the centre of resistance of the maxillary teeth connected with an archwire.</a> European Journal of Orthodontics. 36 (3), 255-261 (2014).</li><li>Reimann, S., Keilig, L., J&#228;ger, A., Bourauel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+finite-element+investigation+of+the+position+of+the+centre+of+resistance+of+the+upper+incisors.">Biomechanical finite-element investigation of the position of the centre of resistance of the upper incisors.</a> European Journal of Orthodontics. 29 (3), 219-224 (2007).</li><li>Viecilli, R. F., Budiman, A., Burstone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axes+of+resistance+for+tooth+movement:+Does+the+Cres+exist+in+3-dimensional+space?.">Axes of resistance for tooth movement: Does the Cres exist in 3-dimensional space?.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 143 (2), 163-172 (2013).</li><li>Ammar, H. H., Ngan, P., Crout, R. J., Mucino, V. H., Mukdadi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+modeling+and+finite+element+analysis+in+treatment+planning+for+orthodontic+tooth+movement.">Three-dimensional modeling and finite element analysis in treatment planning for orthodontic tooth movement.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 139 (1), 59-71 (2011).</li><li>Sia, S., Koga, Y., Yoshida, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+center+of+resistance+of+maxillary+anterior+teeth+subjected+to+retraction+forces+in+sliding+mechanics.+An+in+vivo+study.">Determining the center of resistance of maxillary anterior teeth subjected to retraction forces in sliding mechanics. An in vivo study.</a> Angle Orthodontics. 77 (6), 999-1003 (2007).</li><li>Cattaneo, P. M., Dalstra, M., Melsen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moment-to-force+ratio,+center+of+rotation,+and+force+level:+a+finite+element+study+predicting+their+interdependency+for+simulated+orthodontic+loading+regimens.">Moment-to-force ratio, center of rotation, and force level: a finite element study predicting their interdependency for simulated orthodontic loading regimens.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133 (5), 681-689 (2008).</li><li>Tominaga, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+play+between+bracket+and+archwire+on+anterior+tooth+movement+in+sliding+mechanics:+A+three-dimensional+finite+element+study.">Effect of play between bracket and archwire on anterior tooth movement in sliding mechanics: A three-dimensional finite element study.</a> Journal of Dental Biomechanics. 3, 1758736012461269 (2012).</li><li>Cai, Y., Yang, X., He, B., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+element+method+analysis+of+the+periodontal+ligament+in+mandibular+canine+movement+with+transparent+tooth+correction+treatment.">Finite element method analysis of the periodontal ligament in mandibular canine movement with transparent tooth correction treatment.</a> BMC Oral Health. 15 (106), (2015).</li><li>Pauwels, R., Araki, K., Siewerdsen, J. H., Thongvigitmanee, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+aspects+of+dental+CBCT:+state+of+the+art.">Technical aspects of dental CBCT: state of the art.</a> Dentomaxillofacial Radiology. 44 (1), 20140224 (2015).</li><li>Farah, J. W., Craig, R. G., Sikarskie, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoelastic+and+finite+element+stress+analysis+of+a+restored+axisymmetric+first+molar.">Photoelastic and finite element stress analysis of a restored axisymmetric first molar.</a> Journal of Biomechanics. 6 (5), 511-520 (1973).</li><li>van Driel, W. D., van Leeuwen, E. J., Von den Hoff, J. W., Maltha, J. C., Kuijpers-Jagtman, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-dependent+mechanical+behavior+of+the+periodontal+ligament.">Time-dependent mechanical behavior of the periodontal ligament.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine. 214 (5), 497-504 (2000).</li><li>Bourauel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+of+orthodontic+tooth+movements.+A+comparison+of+numerical+models.">Simulation of orthodontic tooth movements. A comparison of numerical models.</a> Journal of Orofacial Orthopedics. 60 (2), 136-151 (1999).</li><li>Schneider, J., Geiger, M., Sander, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+experiments+on+longtime+orthodontic+tooth+movement.">Numerical experiments on longtime orthodontic tooth movement.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 121 (3), 257-265 (2002).</li><li>Ten Cate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Oral histology, development, structure and function (5th ed). , (1998).</li><li>McCormack, S. W., Witzel, U., Watson, P. J., Fagan, M. J., Gr&#246;ning, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Biomechanical+Function+of+Periodontal+Ligament+Fibres+in+Orthodontic+Tooth+Movement.">The Biomechanical Function of Periodontal Ligament Fibres in Orthodontic Tooth Movement.</a> PLoS One. 9 (7), e102387 (2014).</li><li>Huang, H., Tang, W., Yan, B., Wu, B., Cao, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+responses+of+the+periodontal+ligament+based+on+an+exponential+hyperelastic+model:+a+combined+experimental+and+finite+element+method.">Mechanical responses of the periodontal ligament based on an exponential hyperelastic model: a combined experimental and finite element method.</a> Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 19 (2), 188-198 (2016).</li><li>Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+device+for+measuring+density+of+jaw+bones.">A new device for measuring density of jaw bones.</a> Dentomaxillofacial Radiology. 31 (5), 313-316 (2002).</li><li>Gradl, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+density+measurement+of+mineralized+tissue+with+grating-based+X-ray+phase+tomography.">Mass density measurement of mineralized tissue with grating-based X-ray phase tomography.</a> PLoS One. 11 (12), e01677979 (2016).</li><li>Jiang, F., Kula, K., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+the+location+of+the+center+of+resistance+of+canines.">Estimating the location of the center of resistance of canines.</a> Angle Orthodontics. 86 (3), 365-371 (2016).</li><li>Nyashin, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Center+of+resistance+and+center+of+rotation+of+a+tooth:+experimental+determination,+computer+simulation+and+the+effect+of+tissue+nonlinearity.">Center of resistance and center of rotation of a tooth: experimental determination, computer simulation and the effect of tissue nonlinearity.</a> Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 19, 229-239 (2016).</li><li>Toms, S. R., Eberhardt, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nonlinear+finite+element+analysis+of+the+periodontal+ligament+under+orthodontic+tooth+loading.">A nonlinear finite element analysis of the periodontal ligament under orthodontic tooth loading.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 123 (6), 657-665 (2003).</li><li>Osipenko, M. A., Nyashin, M. Y., Nyashin, Y. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Centre+of+resistance+and+centre+of+rotation+of+a+tooth:+the+definitions,+conditions+of+existence,+properties.">Centre of resistance and centre of rotation of a tooth: the definitions, conditions of existence, properties.</a> Russian Journal of Biomechanics. 3 (1), 5-15 (1999).</li><li>Dathe, H., N&#228;gerl, H., Dietmar, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+caveat+concerning+center+of+resistance.">A caveat concerning center of resistance.</a> Journal of Dental Biomechanics. 4, 1758736013499770 (2013).</li><li>Hohmann, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+different+modeling+strategies+for+the+periodontal+ligament+on+finite+element+simulation+results.">Influence of different modeling strategies for the periodontal ligament on finite element simulation results.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 139 (6), 775-783 (2011).</li></ol>

본 연구는 환자의 CBCT 이미지로부터 유래된 상악치아 모델의 유한 요소 분석(FEA)에 대한 일관된 워크플로우를 확립하여 그들의 CRES를결정하는 도구 세트를 보여준다. 임상의의 경우 상악치아의 CRES의 명확하고 간단한 지도는 치아 의 움직임을 계획하고 부작용을 예측하는 귀중한 임상 도구가 될 것입니다. 유한원소법(FEM)은 1973년17년치과생체역학연구에 도입되?...

치아 또는 치아 세그먼트의 저항 중심 (CRES)은자유 신체의 질량 중심과 유사합니다. 그것은 강체역학의 분야에서 빌린 용어입니다. CRES에서단일 힘이 가해지면, 힘의 작용 선 방향으로 치아의 번역이1,,2가발생합니다. CRES의 위치는 치아의 해부학 및 특성뿐만 아니라 환경 (예 : 치주 인대, 주변 뼈, 인접 치아)에 따라 달라집니다. 치아는 절제된 몸체로, CRES는 자유 신체의 질량 중심과 유사합니다. 가전 제품의 조작에서 대부분의 치열 교정 의사들은 치아 또는 치아 그룹의 CRES에 대한 힘 벡터의 관계를 고려합니다. 실제로, 단일 힘으로 제출될 때 물체가 기울어지거나 신체적 움직임을 표시할지 여부는 주로 물체의 CRES의 위치와 힘 벡터와 CRES사이의 거리에 의해 결정된다. 이것이 정확하게 예측될 수 있는 경우에, 처리 결과는 크게 향상될 것입니다. 따라서, CRES의 정확한 추정은 치열 교정 치아 운동의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
수십 년 동안, 치열 교정 필드는 주어진 치아의 CRES의 위치에 관한 연구를 재검토하고있다, 세그먼트, 또는 아치1,2,2,3,,4,,5,6,7,,88,,10,,911,,12. 그러나, 이러한 연구는 여러 가지 방법으로 그들의 접근에 제한 되었습니다. 대부분의 연구는 단지 몇 치아에 대 한 CRES를 결정, 대부분을 떠나. 예를 들어, 상악 중앙 절개와 상악 절치 세그먼트는 매우 광범위하게 평가되었습니다. 다른 한편으로는, 상악가 개와 첫번째 대구치에 단지 몇몇 연구 결과가 있고 나머지 치아를 위한 아무 것도 없습니다. 또한, 이러한 연구의 대부분은 치아에 대한 일반적인 해부학 적 데이터, 2 차원 (2D) 방사선 사진에서의 측정 및 2D 도면8에 대한 계산을 기반으로 CRES의 위치를결정했습니다. 또한, 현재 문헌의 일부는 인간의 데이터4,,8이아닌 덴티폼 모델의 일반 모델 또는 3차원(3D) 스캔을 사용한다. 치열 교정이 치아 이동을 계획하기 위한 3D 기술로 전환됨에 따라 이 개념을 다시 검토하여 치아 움직임에 대한 3D 과학적 이해를 개발하는 것이 중요합니다.
기술 발전으로 인해 컴퓨팅 성능과 모델링 기능이 향상되면서 보다 복잡한 모델을 만들고 연구할 수 있는 능력이 향상되었습니다. 컴퓨터 단층 촬영 스캐닝 및 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 (CBCT) 스캐닝의 도입은 2D 세계에서 3D로 추력 모델과 계산을 가지고있다. 컴퓨팅 성능과 소프트웨어 의 복잡성의 동시 증가는 연구원이 치아, 뼈, 치주 인대 (PDL) 및 다양한 다른 구조를 분할하는 고급 소프트웨어에 사용하기 위해 정확한 해부학 모델을 추출하기 위해 3D 방사선 그래프를 사용할 수 있게했다7,,8,9,10,,,13,,10,14, 15.14 이러한 분할된 구조는 지정된 힘 또는 변위가 적용될 때 시스템의 응답을 계산하기 위해 엔지니어링 소프트웨어에 사용하기 위해 가상 메시로 변환할 수 있습니다.
이 연구는 살아있는 환자의 CBCT 심상에서 파생된 모형에 적용된 가상 치열 교정 힘 시스템을 검토하기 위하여 이용될 수 있는 특정, 복제 방법론을 제안합니다. 이 방법론을 활용하여, 연구원은 다양한 치아의 CRES를 추정하고 치아 해부학, 뿌리 수 및 3D 공간에서의 뿌리 수 및 배향과 같은 치과 구조의 생물학적 형태를 고려할 수 있습니다. 이 프로세스의 일반적인 개요는 그림 1에나와 있습니다. 이는 CRES를찾기 위한 3D 치아 모델의 생성에 관여하는 논리적 프로세스로 판독기를 지향하는 것이다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-matic software</td>
			<td>Materialise, Leuven, Belgium.</td>
			<td></td>
			<td>Cleaning and meshing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abaqus/CAE software, version 2017</td>
			<td>Dassault Syst&#232;mes Simulia Corp., Johnston, RI, USA.</td>
			<td></td>
			<td>Finite Element Analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mimics software, version 17.0</td>
			<td>Materialise, Leuven, Belgium.</td>
			<td></td>
			<td>Segmentation of teeth and bone</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a finite element approach for locating the center of resistance of maxillary teeth

저항의 중심 (CRES)는예측 가능한 치아 운동을위한 기본 기준점으로 간주됩니다. 치아의 CRES를 추정하는 데 사용되는 방법은 전통적인 방사선 및 물리적 측정에서 모델 또는 시체 표본에 대한 시험관 내 분석에 이르기까지 다양합니다. 모델과 단일 치아의 고용량 마이크로 CT 스캔의 유한 요소 분석과 관련된 기술은 많은 약속을 보여 주었지만, 새로운 저용량 및 저해상도 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 (CBCT) 이미지로는 거의 수행되지 않았습니다. 또한, 소수의 선택된 치아(즉, 상악중앙 절개, 개 및 제1 대구치)에 대해서만 CRES가 기술되었다; 나머지는 대부분 무시되었습니다. 또한 CRES를 보다 자세히 결정하는 방법을 설명하여 복제및 구축이 용이해질 수 있습니다.
이 연구는 도구 개발을 위한 일상적인 CBCT 환자 이미지를 사용하였고, 상악치아의 CRES를 찾기 위한 유한 요소 모델을 얻기 위한 워크플로우를 사용했습니다. CBCT 볼륨 이미지는 세분화에 의해 상악치아의 CRES를 결정하는 데 관련된 3차원(3D) 생물학적 구조를 추출하도록 조작하였다. 분할된 오브젝트는 3matic 소프트웨어로 최대 가장자리 길이가 1mm인 사각지대(tet4) 삼각형으로 구성된 가상 메시로 정리및 변환되었습니다. 유한 요소 해석에 사용하기 위해 최대 모서리 길이가 1mm인 테트라헤드론의 솔리드 체적 메시로 모델이 추가로 변환되었습니다. 엔지니어링 소프트웨어인 Abaqus는 모델을 전처리하여 어셈블리를 작성하고 재료 특성, 상호 작용 조건, 경계 조건 및 하중 응용 프로그램을 설정하는 데 사용되었습니다. 하중을 분석할 때 시스템의 응력과 변형을 시뮬레이션하여 CRES를찾는 데 도움을 주어. 이 연구는 치아 움직임을 정확하게 예측하는 첫 번째 단계입니다.

절차 섹션(2단계)에 설명된 대로 세분화 및 수동 개요를 확인하기 위해, 마른 두개골에서 상악제 첫 어금니를 추출하고 CBCT 이미지를 촬영했습니다. 이미지 처리 및 편집 소프트웨어 Mimics는 2단계에서 설명한 바와 같이 치아를 수동으로 개략적으로 설명하는 데 사용되었습니다. 그 후 메시를 수행하고 세그먼트 모델을 3matic 소프트웨어로 세척하고 분석을 위해 Abaqus로 가져...

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A Finite Element Approach for Locating the Center of Resistance of Maxillary Teeth

이 연구는 유한 요소 모델을 얻기 위해 상악과 상악치아의 저용량 3 차원 원뿔 빔 기반 환자 이미지를 활용하는 데 필요한 도구를 간략하게 설명합니다. 이 참을성 있는 모형은 정확하게 모든 상악 치아의 CRES를 찾아내기 위하여 이용됩니다.

상악 치아의 저항 중심을 찾기위한 유한 요소 접근 법

The center of resistance (CRES) is regarded as the fundamental reference point for predictable tooth movement. The methods used to estimate the CRES of ...

이제 이것은 저항의 중심을 파악하는 방법에 대한 단계별 가이드를 제공하는 작업이 수행된 것은 이번이 처음입니다. 그리고 그것을 구축하고자하는 모든 연구가 지금 도면 보드로 돌아갈 필요가 없기 때문에 이것은 정말 중요하다, 다시 바퀴를 재발견, 다음 앞으로 이동. 그리고 저항 개념의이 중심에 구축하고자하는 모든 연구에서 엄청난 양의 부담을 벗어.이 단계별 방법은 과학적 커뮤니티가 표준화된 방식으로 치아 또는 치아 세트에 대한 질량 중심의 3D 위치를 얻을 수 있도록 권한을 부여합니다. 이 기술은 하악 성상뿐만 아니라 상악성 모두를 적용할 수 있습니다. 이 개념을 다중 브래킷 어셈블리와 유사한 복잡한 치아 운동에 적용하는 것은 흥미로할 것입니다.치아와 뼈의 세분화를 위해 원뿔 빔의 원시 DICOM 파일을 계산한 단층 촬영 이미지를 적절한 의료 이미징 소프트웨어 프로그램에 로드하고 이미지를 자르기 만 치아와 관심있는 뼈를 포함합니다. 마스크 탭을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 이미지에 대한 새 마스크를 만듭니다. 여러 슬라이스 편집 도구를 클릭하고 축, 관상 또는 처탈 뷰를 선택합니다.필요에 따라 일부 슬라이스를 수동으로 강조 표시하고 보간 도구를 선택하여 건너뛴 조각의 볼륨을 채웁니다. 그런 다음 적용을 클릭하고 마스크를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하여 치아의 3D 볼륨을 생성합니다. 관심 있는 각 치아에 대해 3D 볼륨이 생성되면 모든 3D 치아를 선택하고 마우스오른쪽 단추를 클릭하여 스무딩을 선택합니다.골격을 분할하려면 마스크 탭을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 이미지에 대한 새 마스크를 만듭니다. 마스크에 표시되는 큰 구멍을 채우려면 동적 영역 성장 도구를 클릭합니다. 그런 다음 마스크를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하여 골격에 대한 3D 볼륨을 생성합니다.이미지의 정리 및 메시를 위해 적절한 데이터 최적화 소프트웨어 프로그램을 열고 선택한 3D 개체에 붙여 넣습니다. 그룹 1의 중복 된 치아의 경우 곡선 모듈과 곡선 만들기 옵션을 클릭하고 복제 된 모든 치아에 대한 시멘트 나멜 접합 주위에 곡선을 수동으로 그립니다. 그룹 1에서 3D 개체를 복제하여 그룹 2의 개체를 생성하고 개체 트리 상자에서 개체 를 클릭합니다.Surface 목록에서 그룹 2의 각 개체에 대한 크라운 표면을 삭제하고 설계 모듈및 중공을 클릭하여 원하는 매개 변수를 적용합니다. 그룹 1에서 오브젝트 트리 상자에서 개체를 클릭하고 각 그룹 하나의 개체에 대한 루트 표면을 삭제합니다. 구멍 채우기 일반 옵션을 선택하고 윤곽 추가 및 적용을 클릭합니다.전체 공간이 채워집니다. 설계 모듈 및 로컬 오프셋을 선택하고 전체 크라운 표면을 선택합니다. 디자인 및 간격 띄거리 및 감소 거리 옵션을 확인하고 적용을 클릭합니다.Remesh 모듈에서 오브젝트 트리에서 매니폴드 가 아닌 어셈블리, 주 엔터티 및 Maxilla를 만들고 모든 개체에 대해 교차하는 엔터티를 선택합니다. 그런 다음 매니폴드가 아닌 어셈블리를 분할합니다. 교차하는 엔터티를 사용하여 매니폴드 가 아닌 어셈블리를 그룹 1의 모든 개체와 그룹 2의 모든 개체로 두 번 더 분할하고 각 분할 후 적용을 클릭합니다.적응 형 리메시를 클릭하고 교차하는 모든 엔터티를 선택하고 적용을 클릭합니다. 그런 다음 매니폴드 가 아닌 어셈블리 분할을 클릭합니다. 오브젝트 트리에서 매니폴드 가 아닌 어셈블리, 주 엔터티 및 개별 개체 만들기를 클릭하고 교차 하는 엔터티를 선택하고 치아 유형에 해당하는 각각의 개체를 선택합니다.적응 재메시를 클릭하고 교차하는 엔터티를 선택합니다. 그런 다음 매니폴드 가 아닌 어셈블리 만들기를 클릭합니다. 비 매니폴드 기술을 사용하여 치주 인대의 0.2 밀리미터 균일 한 폭을 생성하려면, 입증 된 바와 같이 주 및 교차 개체에 대한 동일한 순서를 따르는 것이 중요합니다.각 치아가 설명된 대로 처리된 경우 볼륨 메시 만들기를 클릭하고 메시 매개 변수를 선택합니다. 아바쿠스에서 파일 및 실행 스크립트를 클릭하고 Model_setup_Part1.py 선택합니다. 시뮬레이션, 부품, 맥실라 및 서피스를 클릭합니다.서피스 이름을 입력하고 서피스 의 영역을 선택하여 각도별로 선택하고 15를 각도로 설정합니다. 시뮬레이션 및 부품을 클릭하고 UL1 및 서피스를 선택합니다. 표면 UL1의 이름을 지정합니다.서피스 영역 을 선택하던 중 개별적으로 선택하고 화면에서 치아를 선택하고 완료를 클릭합니다. 모든 치아 표면이 처리되면 모델, 시뮬레이션 및 부품을 클릭하고 UL1_PDL 및 서피스를 선택합니다. UL1_PDL_Inner 서피스의 이름을 지정합니다.서피스 의 영역을 선택하듯이 각도별로 선택하고 15를 각도로 입력합니다. UL1_PDL 및 서피스를 선택하고 서피스의 이름을 UL1_PDL_Outer. 서피스 의 영역을 선택하듯이 각도별로 선택하고 15를 각도로 설정합니다.치주 인대가 모두 처리되면 파일 및 실행 스크립트를 클릭하고 Model_setup_Part2.py 선택합니다. 시뮬레이션 및 BC를 클릭합니다. 이름에 대해 BC 모두를 입력하고 단계를 초기로 설정합니다.시뮬레이션, 어셈블리, 세트 및 U1_y_force 집합 이름을 클릭합니다. 상부 중앙 절개의 버클 표면의 크라운 중앙에 있는 노드를 선택하고 집합에 대한 노드 선택에서 개별적으로 선택합니다. 그런 다음 세트를 클릭하고 세트 만들기를 클릭하고 U1_z_force 집합이름을 지정합니다.모델을 설정하려면 파일 및 실행 스크립트를 클릭하고 Model_setup_Part3.py 선택합니다. 그런 다음 파일 및 실행 스크립트를 클릭하고 Functions.py 선택합니다. 모델을 처리하려면 파일 및 실행 스크립트를 클릭하고 Job_submission.py 선택합니다.모든 대화 상자 억제 상자에서 제약 조건에 따라 치아의 측면을 입력하고 확인을 클릭합니다. 작업 제출 대화 상자에서 Y를 입력하여 지정된 치아 또는 치아에 대한 분석을 실행하고 Okay를 클릭합니다. 그런 다음 분석 방향 대화 상자에서 Y를 입력하여 힘 응용 프로그램을 지정하고 Okay를 클릭합니다.저항의 중심을 추정하려면 파일, 스크립트 실행 및 Bulk_process.py 선택합니다. 여러 작업 분석 대화 상자에서 지정된 치아 또는 치아에 Y를 입력하고 확인을 클릭합니다. 분석 방향 대화 상자에서 지정 힘 응용 프로그램에 Y를 입력하고 확인을 클릭합니다.입력 대화 상자에서 지정된 인스턴스에 설명된 대로 특정 치아 번호를 입력하고 Okay를 클릭합니다. 그런 다음 명령 상자에서 힘 약 점 및 예상 위치에 대한 좌표를 확인합니다. 세분화 및 수동 개요를 입증한 대로 확인하기 위해, 상악제 첫 번째 어금니가 마른 두개골에서 추출되었고 원뿔 빔 계산 단층 촬영 이미지가 촬영되었습니다.그런 다음 메시가 수행되었습니다. 실험실에서 측정된 치아와 실제 치아의 유한 요소 모델에서 이루어진 선형 및 체적 측정에 큰 차이가 관찰되지 않았다. 개체의 저항 중심을 결정할 때 사용자 정의 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 칼집 내에 싸여 있는 빔의 단순화된 모델을 스크립트 생성 초기 단계에서 사용할 수 있습니다.정의된 알고리즘과 그 계산에 따라 모델 빔의 저항 중심을 예측할 수 있습니다. 여기서, 구조물에 할당된 재료 특성을 관찰할 수 있다. 치주 인대와 뼈의 재료 특성모델링의 차이는 치아의 저항 중심의 최종 위치에 영향을 미칠 수 있습니다.힘 벡터를 표준화하고 저항 중심의 위치를 찾으려면 표시된 대로 X, Y 및 Z 방향으로 카르테시안 좌표 시스템을 구성할 수 있습니다. 모든 치아에 대한 특정 R 점은 크라운의 버클 표면의 기하학적 중심으로 정의되며 작업자가 치열 교정력을 적용하기 위해 브래킷을 배치할 수 있는 가장 가까운 위치를 대략상으로 계산하도록 선택됩니다. 본 대표적인 분석에서, Y와 Z 좌표를 따라 힘 시스템을 적용했을 때 X 좌표를 따라 얻은 저항 중심의 위치는 달랐지만 평균 차이는 작았다.유한 요소 분석은 신규 사용자에게 매우 지루할 수 있습니다. 처음 몇 번은 사전 처리 단계를 수행하는 인내심과 조직적인 주의를 기울이십시오. 그래서이 연구는 기초 연구.이 응용 프로그램 중 일부는 조정기 분야에서 일하는 회사에 매우 중요한 치아 움직임을 예측 할 수 있습니다. 그것은 많은 치아의 저항의 중심을 파악 하는 데 사용할 수 있습니다., 치아의 세그먼트, 등 세테라, 치아 운동 하는 동안 생성 되는 부작용, 그리고 매우, 매우 중요 한 아마도 치아 움직임을 가속화 하는 방법을 알아내는에서 매우 중요.

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