Name: a finite element approach for locating the center of resistance of maxillary teeth
Uploaded: 2020-04-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Finite Element Approach for Locating the Center of Resistance of Maxillary Teeth at JoVE.com

Yazarlar projeyi desteklemek için Charles Burstone Vakfı Ödülü kabul etmek istiyorum.

Oral ve Maksillofasiyal Radyoloji Bölümü'nde (IRB No. 17-071S-2) arşivlenmiş CBCT hacimlerinin değerlendirilmesi için kurumsal inceleme kurulu muafiyeti elde edilmiştir.
1. Hacim seçimi ve kriterler
<ol><li>Baş ve yüz16bir CBCT görüntü edinin.</li>
	<li>Diş hizalaması, eksik dişler, voksel boyutu, görüş alanı ve görüntünün genel kalitesi için görüntüyü inceleyin.</li>
	<li>Voxel boyutunun 350 μm'den (0,35 mm) büyük olmadığından emin...

<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>

Bu çalışma, hastaların CRES'lerinibelirlemek için hastaların CBCT görüntülerinden elde edilen maksiller diş modellerinin sonlu elemananalizi (FEA) için tutarlı bir iş akışı oluşturmak için bir takım araçlar göstermektedir. Klinisyen için, maksiller dişlerin CRES açık ve basit bir harita diş hareketleri planlamak ve yan etkileri tahmin paha biçilmez bir klinik araç olacaktır. Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) diş biyomekanik araştırma tanıtıldı1973 17...

Bir dişin veya diş segmentinin direnç merkezi (CRES)serbest bir cinin kütle merkezine benzer. Katı cisimlerin mekaniği alanından ödünç alınan bir terimdir. CRES'detek bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin etki hattı yönünde dişin çevirisi1,2oluşur. CRES'in konumu sadece dişin anatomisine ve özelliklerine değil, aynı zamanda çevresine de bağlıdır (örn. periodontal ligament, çevreleyen kemik, komşu dişler). Diş, cRES'ini serbest bir bedenin kütle merkezine benzeterek ölçülü bir cisimdir. Cihazların manipülasyon, çoğu ortodontists bir diş veya diş bir grup CRES kuvvet vektör ü arasındaki ilişkiyi düşünün. Gerçekten de, bir cismin tek bir kuvvete gönderildiğinde devrilme veya bedensel hareket gösterip göstermeyeceği esas olarak cismin CRES'inin konumu ve kuvvet vektörü ile CRESarasındaki mesafe ile belirlenir. Bu doğru tahmin edilebilir, tedavi sonuçları büyük ölçüde iyileşmiş olacaktır. Böylece, CRES doğru bir tahmin büyük ölçüde ortodontik diş hareketinin verimliliğini artırabilir.
On yıllardır, ortodontik alan belirli bir diş, segment veya kemer1,2,3,4,5,6,7,,8,9,10,11,12CRES konumu ile ilgili araştırma revisiting olmuştur. Ancak, bu çalışmalar birçok yönden yaklaşımları sınırlı olmuştur. Çoğu çalışma, cres sadece birkaç diş için, çoğunluğu dışarıda bırakarak belirledik. Örneğin, maksiller santral kesici ve maksiller kesici parça oldukça kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiştir. Öte yandan, maksiller köpek ve ilk azı dişleri ve kalan dişler için hiçbiri üzerinde sadece birkaç çalışma vardır. Ayrıca, bu çalışmaların çoğu dişler için genel anatomik verilere dayalı CRES yerini belirledik, iki boyutlu ölçümler (2D) radyografiler, ve 2D çizimler üzerinde hesaplamalar8. Buna ek olarak, bazı mevcut literatür de jenerik modelleri veya insan verileri4,8yerine dentiform modellerin üç boyutlu (3D) taramaları kullanır. Ortodonti diş hareketini planlamak için 3D teknolojiye kayırken, diş hareketinin bilimsel bir 3Boyutlu anlayışını geliştirmek için bu kavramı yeniden gözden geçirmek çok önemlidir.
Hesaplama gücünün ve modelleme yeteneklerinin artmasıyla sonuçlanan teknolojik gelişmelerle, daha karmaşık modeller oluşturma ve inceleme becerisi artmıştır. Bilgisayarlı tomografi tarama ve koni-Kiriş bilgisayarlı tomografi (CBCT) tarama giriş 3D dünyadan itme modelleri ve hesaplamalar vardır. Bilgisayar gücü ve yazılım karmaşıklığı eşzamanlı artışlar araştırmacılar diş segmenti gelişmiş yazılım, kemik, periodontal ligament (PDL) ve çeşitli diğer yapılar7,8,9,,10,13,14,15kullanılmak üzere doğru anatomik modeller ayıklamak için 3D radyografi kullanmak için izin verdi. Bu parçalı yapılar, belirli bir kuvvet veya yer değiştirme uygulandığında bir sistemin yanıtını hesaplamak için mühendislik yazılımında kullanılmak üzere sanal bir kafese dönüştürülebilir.
Bu çalışma, canlı hastaların CBCT görüntülerinden elde edilen modellere uygulanan varsayımsal ortodontik kuvvet sistemlerini incelemek için kullanılabilen özel, çoğaltılabilir bir metodoloji önermektedir. Bu metodolojiyi kullanarak, araştırmacılar daha sonra çeşitli dişlerin CRES tahmin ve diş anatomisi, kök sayısı ve 3D alanda bunların yönelimi, kitle dağılımı ve periodontal ekleri yapısı gibi diş yapılarının biyolojik morfolojisi dikkate alabilir. Bu işlemin genel bir anahat Şekil 1gösterilir. Bu, cRESbulmak için 3D diş modellerinin üretimi dahil mantıksal süreç okuyucu yönlendirmek için.

<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

Direnç merkezi (CRES)öngörülebilir diş hareketi için temel referans noktası olarak kabul edilir. Dişlerin CRES'ini tahmin etmek için kullanılan yöntemler, geleneksel radyografik ve fiziksel ölçümlerden modeller de veya kadavra örnekleri üzerinde in vitro analizine kadar değişmektedir. Modellerin ve tek dişlerin yüksek doz mikro-CT taramalarının sonlu eleman analizini içeren teknikler çok fazla umut vaat etmiştir, ancak daha yeni, düşük dozlu ve düşük çözünürlüklü koni ışını bilgisayarlı tomografi (CBCT) görüntüleri ile çok az şey yapılmıştır. Ayrıca, sadece birkaç seçilmiş dişler için CRES (yani, maksiller merkezi kesici diş, köpek ve ilk azı dişleri) tanımlanmıştır; geri kalanı büyük ölçüde göz ardı edilmiştir. CRES'i ayrıntılı olarak belirleme metodolojisini açıklamak da gerekir, böylece çoğaltılması ve üzerine inşa etmek kolaylaşır.
Bu çalışmada, maksiller dişlerin CRES'ini bulmak için sonlu eleman modelleri elde etmek için aletler ve iş akışı geliştirmek için rutin CBCT hasta görüntüleri kullanılmıştır. CBCT hacim görüntüleri segmentasyon ile maksiller dişlerin CRES belirlenmesinde ilgili üç boyutlu (3D) biyolojik yapıları ayıklamak için manipüle edildi. Parçalı nesneler temizlendi ve 3matic yazılım ile maksimum kenar uzunluğu 1 mm olan dört yüzlü (tet4) üçgenler oluşan sanal bir örgü dönüştürüldü. Modeller, sonlu elemanlar analizinde kullanılmak üzere maksimum kenar uzunluğu 1 mm olan katı hacimsel bir dörtyüzlü örgüye dönüştürüldü. Mühendislik yazılımı, Abaqus, bir derleme oluşturmak ve malzeme özellikleri, etkileşim koşulları, sınır koşulları ve yükleme uygulamaları ayarlamak için modelleri önişlemek için kullanılmıştır. Yükler, analiz edildiğinde, cRESyerini yardımcı, sistem üzerinde stres ve suşları simüle . Bu çalışma diş hareketinin doğru tahmin ilk adımıdır.

İşlemler bölümünde (adım 2) açıklandığı şekilde segmentasyon ve manuel anahat doğrulamak için, kuru bir kafatasından maksiller ilk azı azı çıkarıldı ve cbct görüntüsü alındı. Görüntü işleme ve düzenleme yazılımı Mimics, 2. Daha sonra meshleme yapıldı, segmentli modeller 3matic yazılımla temizlendi ve analiz için Abaqus'a ithal edildi. Dişlerin FE modeli nde yapılan doğrusal ve hacimsel ölçümlerde ve laboratuvarda ölçülen gerçek dişte anla...

Watch this Scientific Journal Video about A Finite Element Approach for Locating the Center of Resistance of Maxillary Teeth at JoVE.com

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

Bu çalışma, sonlu eleman modelleri elde etmek için maksilla ve maksiller dişlerin düşük doz üç boyutlu koni ışın tabanlı hasta görüntülerini kullanmak için gerekli araçları özetlerir. Bu hasta modelleri daha sonra doğru tüm maksiller dişlerin CRES bulmak için kullanılır.

Maksiller Dişlerin Direnç Merkezini Bulmak İçin Sonlu Elemanlar Yaklaşımı

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

Şimdi bu ilk defa direnişin merkezini nasıl çözeceklerine dair adım adım bir rehber sunan bir çalışma yapıldı. Ve bu gerçekten önemli, çünkü üzerine inşa etmeyi amaçlayan herhangi bir araştırma artık çizim tahtasına geri dönmek zorunda değil, tekerleği yeniden icat etmek ve sonra ilerlemek zorunda değil. Ve bu direniş kavramının merkezi üzerine inşa etmeyi amaçlayan her türlü araştırmanın yükünü büyük bir yük teni alıyor.Bu adım adım yöntem, bilimsel topluluğu standart bir şekilde bir diş veya diş kümesi için kütle merkezinin 3Boyutlu bir yerini elde etmek için güçlendirecektir. Bu teknik hem maksiller hem de mandibular dentition uygulanabilir. Bu kavramı çok köşeli montaj ile benzer karmaşık diş hareketine uygulamak ilginç olacaktır.Diş ve kemik segmentasyonu için, uygun bir tıbbi görüntüleme yazılımı programına koni ışını bilgisayarlı tomografi görüntü ham DICOM dosyaları yük ve ilgi sadece diş ve kemikleri içerecek şekilde görüntü kırpma. Maske sekmesine sağ tıklayın ve resim için yeni bir maske oluşturun. Çoklu Dilim Düzenleme aracını tıklatın ve eksenel, koronal veya sagital görünümü seçin.Bazı dilimleri gerektiğinde el ile vurgulayın ve atlanan dilimlerin hacmini doldurmak için Enterpolasyon aracını seçin. Ardından Uygula'yı tıklatın ve diş için 3B ses düzeyini oluşturmak için maskeye sağ tıklayın. İlgi çeken her diş için bir 3B hacim oluşturulduğunda, 3B dişlerin tümünü seçin ve Düzleme'yi seçmek için sağ tıklatın.Kemikleri segmente etmek için Maske sekmesine sağ tıklayın ve görüntü için yeni bir maske oluşturun. Maskede görünen büyük delikleri doldurmak için Dinamik Bölge Yetiştirme aracını tıklatın. Ardından, kemiğin 3B hacmini oluşturmak için maskeye sağ tıklayın.Görüntülerin temizlenmesi ve ağlatılması için uygun bir veri optimizasyonu yazılımı programı açın ve seçili 3B nesnelere yapıştırın. Birinci grupta ki yinelenen dişler için Eğri Modülü ve Create Curve seçeneğini tıklayın ve yinelenen tüm dişler için sementoenamel kavşağı etrafında el ile bir eğri çizin. Grup iki için nesneleri oluşturmak için grup birden 3B nesneleri çoğaltmave Nesne Ağacı kutusunda Nesne'yi tıklatın.Yüzey listesinden, ikinci gruptaki her nesne için taç yüzeyini silin ve istenen parametreleri uygulamak için Tasarım Modülü ve Hollow'u tıklatın. Birinci grupta, Nesne Ağacı kutusundan Nesne'yi tıklatın ve her grup bir nesne için kök yüzeyini silin. Delik Normal'i Doldur seçeneğini seçin ve Kontur Ekle ve Uygula'yı tıklatın.Tüm alan dolacak. Tasarım Modülü ve Yerel Ofset'i ve tüm taç yüzeyini seçin. Tasarım ve Ofset Mesafesi ve Azalan Mesafe seçeneklerini kontrol edin ve Uygula'yı tıklatın.Remesh Modülünde, Nesne Ağacından Manifold olmayan Derleme, Ana Varlık ve Maxilla oluşturun ve tüm nesneler için kesişen varlığı seçin. Daha sonra manifoldu olmayan montajı bölün. Manifoldu olmayan derlemeyi, kesişen bir varlığı kullanarak, birinci gruptaki tüm nesneler ve ikinci gruptaki tüm nesneler olarak iki kez daha bölün ve her bölmeden sonra Uygula'yı tıklatın.Adaptive Remesh'i tıklatın ve kesişen tüm varlıkları seçin ve Uygula'yı tıklatın. Daha sonra Split Non-Manifold Assembly'i tıklatın. Nesne Ağacından grup ikiden Manifold Olmayan Derleme, Ana Varlık ve Tek Tek Nesne Oluştur'u tıklatın ve Kesişen Varlık'ı seçin ve diş türüne karşılık gelen İlgili Nesne'yi seçin.Adaptive Remesh'i tıklatın ve Kesişen Varlık'ı seçin. Daha sonra Manifold Olmayan Montaj Oluştur'u tıklatın. Manifold dışı tekniği kullanarak periodontal ligamentin 0,2 milimetrelik tektip genişliğini oluşturmak için, ana ve kesişen varlıklar için aynı sırayı takip etmek önemlidir.Her diş gösterildiği gibi işlendiğinde, Birim Kafes oluştur'u tıklatın ve kafes parametrelerini seçin. Abacus'ta Dosya ve Çalıştır Komut Dosyası'nı tıklatın ve Model_setup_Part1.py'ı seçin. Simülasyon, Parçalar, Maxilla ve Yüzeyler'i tıklatın.Yüzey adını girin ve Yüzeyin Bölgesini Seçin'in altında Açıya göre seçin ve açı olarak 15'i ayarlayın. Simülasyon ve Parçalar'ı tıklatın ve UL1 ve Yüzeyler'i seçin. Yüzeye UL1 adını vereb1.Yüzeyin Bölgesini Seçin'in altında, Tek tek seçin, ekrandaki diş'i seçin ve Bitti'yi tıklatın. Tüm diş yüzeyleri işlendiğinde, Modeller, Simülasyon ve Parçalar'ı tıklatın ve UL1_PDL ve Yüzeyler'i seçin. Yüzeye UL1_PDL_Inner.Yüzeyin Bölgesini Seçin'in altında Açıya göre seçin ve açı olarak 15 girin. UL1_PDL ve Yüzeyler'i seçin ve yüzeyi UL1_PDL_Outer. Yüzeyin Bölgesini Seçin'in altında Açıya göre seçin ve açı olarak 15'i ayarlayın.Tüm periodontal ligamentler işlendiğinde, Dosya ve Çalıştır Komut Dosyası'nı tıklatın ve Model_setup_Part2.py seçin. Simülasyon ve BC'leri tıklatın. Ad için BC Tümü'ni girin ve adımı başlangıç olarak ayarlayın.Simülasyon, Montaj, Kümeler'i tıklatın ve kümesi U1_y_force adlandırın. Üst merkezi kesici dişlerin toka yüzeyinde taç merkezinden bir düğüm seçin ve Set için Düğümleri Seçin'de Tek tek seçin. Ardından Setleri ve Oluştur Kümesi'ni tıklatın ve kümeyi U1_z_force adlandırın.Modeli ayarlamak için Dosya ve Çalıştır Komut Dosyası'nı tıklatın ve Model_setup_Part3.py'yi seçin. Ardından Dosya ve Çalıştır Komut Dosyası'nı tıklatın ve Functions.py'yi seçin. Modeli işlemek için Dosya ve Çalıştır Komut Dosyası'nı tıklatın ve Job_submission.py'yi seçin.Tümleri Bastır iletişim kutusunda, kısıtlamalara göre dişlerin kenarlarını girin ve Tamam'ı tıklatın. İş Gönderimi iletişim kutusuna, belirtilen diş veya dişlerin analizini çalıştırmak için Y girin ve Tamam'ı tıklatın. Ardından, Çözümleme Yönergeleri iletişim kutusunda, kuvvet uygulamasını belirtmek için Y girin ve Tamam'ı tıklatın.Direnç merkezini tahmin etmek için Dosya, Komut Dosyasını Çalıştır ve Bulk_process.py'yi seçin. Birden Çok İş çözümle iletişim kutusunda, belirtilen diş veya dişler için Y girin ve Tamam'ı tıklatın. Analiz Yönergeleri iletişim kutusunda, belirten kuvvet uygulaması için Y girin ve Tamam'ı tıklatın.Giriş Al iletişim kutusuna, adlandırılmış örneklerde belirtildiği gibi belirli diş numarasını girin ve Tamam'ı tıklatın. Ardından Komut kutusundaki Kuvvet Noktası ve Tahmini Konum'un koordinatlarını kontrol edin. Segmentasyon ve manuel anahat doğrulamak için gösterildiği gibi, bir maksiller ilk azı makinesi kuru bir kafatası çıkarıldı ve koni ışını bilgisayarlı tomografi görüntü alınmıştır.Meshleme daha sonra yapıldı. Laboratuarında ölçülen diş ve gerçek dişin sonlu elemanlar modeli nde yapılan lineer ve hacimsel ölçümlerde anlamlı bir fark gözlenmedi. Bir nesnenin direnç merkezini belirlerken kullanıcı tanımlı algoritmanın geçerliliğini doğrulamak için, komut dosyası oluşturmanın ilk aşamalarında kılıf içinde bulunan basitleştirilmiş bir ışın modeli kullanılabilir.Tanımlanan algoritma ve hesaplamaları izleyerek, model ışınının direnç merkezi tahmin edilebilir. Burada yapılara atanan malzeme özellikleri gözlemlenebilir. Periodontal bağ ve kemiğin maddi özelliklerinin modellenmesindeki farklılıklar dişin direnç merkezinin son yerini etkileyebilir.Kuvvet vektörlerini standartlaştırmak ve direnç merkezinin konumunu bulmak için, belirtildiği gibi X, Y ve Z yönlendirmeleri ile Kartezyen koordinat sistemi oluşturulabilir. Her diş için özel R noktası, taç tokası yüzeyindeki geometrik merkez olarak tanımlanır ve bir operatörün ortodontik kuvvetler uygulamak için bir braket yerleştirebileceği en yakın yeri belirlemek üzere seçilir. Bu temsili analizde, Y ve Z koordinatları boyunca bir kuvvet sistemi uygulandığında X koordinatı boyunca elde edilen direnç merkezinin konumları farklıydı, ancak ortalama farklar küçüktü.Sonlu eleman analizleri yeni kullanıcılar için çok sıkıcı olabilir. Ön işleme adımlarını ilk birkaç kez gerçekleştirdiğiniz ilk birkaç seferde sabırlı ve sistemli olmaya özen gösterin. Yani bu araştırma bir vakıf araştırması.Bunun bazı uygulamaları diş hareketini tahmin etmek olabilir, ki bu da hizalayıcılar alanında çalışan şirketler için çok ama çok önemlidir. Birçok dişin direnç merkezini, diş parçalarını, vesaire, diş hareketi sırasında oluşan yan etkileri ve diş hareketini nasıl hızlandıracaklarını bulmada çok ama çok önemli olduğunu anlamak için kullanılabilir.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Biology

Unit 1

Center of Gravity and Centroid

SCIENTISTS IN ACTION

Choice and No-Choice Assays for Testing the Resistance of A. thaliana to Chewing Insects

Çiğneme Böcekler A. thaliana Direnç Test seçimi ve No-Choice Tahliller

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which ...

Methods for the Study of the Zebrafish Maxillary Barbel

Zebra balığı Maksiller Bärbel Çalışma Yöntemleri

Barbels are skin sensory appendages found in fishes, reptiles and amphibians.  The zebrafish, Danio rerio, develops two pairs of barbels- a short nasal ...

Bioassays for Monitoring Insecticide Resistance

İnsektisit Direnci İzleme için biyoanalizlere

Pest resistance to pesticides is an increasing problem because pesticides are an integral part of high-yielding production agriculture. When few products ...

Expression, Detergent Solubilization, and Purification of a Membrane Transporter, the MexB Multidrug Resistance Protein

İfade, Deterjan çözünürleştirme ve Membran Transporter, MexB ilaca Direnç Protein Saflaştırılması

Multidrug resistance (MDR), the ability of a cancer cell or pathogen to be resistant to a wide range of structurally and functionally unrelated ...

Characterizing Herbivore Resistance Mechanisms: Spittlebugs on Brachiaria spp. as an Example

Characterizing Herbivore Resistance Mechanisms: Spittlebugs on Brachiaria spp. as an Example

Karakterize Otobur Direnç Mekanizmaları: Spittlebugs Brachiaria Spp. Bir Örnek

Plants can resist herbivore damage through three broad mechanisms: antixenosis, antibiosis and tolerance1. Antixenosis is the degree to which the plant is ...

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element (CRE) Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element CRE Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Uygulamalarda Kantitatif Karşılaştırılması Cis</emTransgenik>-Regulatory Element (CRE) Etkinlikler Drosophila melanogaster</em

Gene expression patterns are specified by cis-regulatory element (CRE) sequences, which are also called enhancers or cis-regulatory modules. A typical CRE ...

An Explant Assay for Assessing Cellular Behavior of the Cranial Mesenchyme

Kranial mesenchyme Hücresel Davranış Değerlendirme için bir Eksplantasyon Assay

The central nervous system is derived from the neural plate that undergoes a series of complex morphogenetic movements resulting in formation of the ...

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography

Basınç kasılmaların kâğıda çizilmesi kullanarak Murine Direnç Arter Fonksiyon değerlendirilmesi

Pressure myograph systems are  exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized  to a suitable transmural pressure. The  ...

Isolation of Microvascular Endothelial Tubes from Mouse Resistance Arteries

Fare Direnç arterlerden mikrovasküler endotel Tüpler İzolasyonu

The control of blood flow by the resistance vasculature regulates the supply of oxygen and nutrients concomitant with the removal of metabolic ...

Autonomously Bioluminescent Mammalian Cells for Continuous and Real-time Monitoring of Cytotoxicity

Sitotoksisite Sürekli ve gerçek zamanlı izlenmesi için özerk Bioluminescent Memeli Hücre

Mammalian  cell-based in vitro assays have been  widely employed as alternatives to animal testing for toxicological studies but  have been limited due to ...