«Assessment of articulation parameters settings repeatability in «Avantis 3D» software»



Cite item

Full Text

Abstract

AIMS: to compare a repeatability of articulation parameters obtained when adjusting the domestic virtual articulator «Avantis 3D», using laboratory and intraoral scans of terminal positions of the lower jaw.

MATERIALS AND METHODS: To participate in our study, a group of volunteers of 30 people aged 18 to 35 years was taken. The group consisted of 18 women and 12 men. Each participant underwent a CBCT scan of the maxillofacial region, including the TMJ region in a state of habitual occlusion, one-stage A-silicone impressions were obtained, plaster models were cast, and silicone bite registers of three terminal positions were made. An intraoral scan of the upper and lower jaws was carried out and optical bite scans were obtained in the position of maximum fissure-tubercle contact and in the positions of the terminal positions of the lower jaw, fixed by previously obtained silicone registers. The same protocol was carried out for plaster models of the patient's dentition and silicone registers of terminal positions. Using intraoral scans, optical recorders of terminal positions and computer tomograms in the Avantis 3D program, 3D scenes were created and a virtual articulator was configured.

For each patient, the virtual articulator was adjusted in the Avantis 3D software, 7 times using data from the intraoral scanner level and 7 times from the laboratory level. The reproducibility of articulatory parameters was assessed for all types of scans obtained, taking into account the standard and individual intercondylar distances for each patient.

RESULTS: The average values ​​of the standard square deviation of articulatory parameters obtained when creating 3D scenes using laboratory scans at “individual” and standard intercondylar distances are higher than the similar values ​​obtained using intraoral scans.

CONCLUSIONS: the accuracy of creating a virtual copy of a patient can be influenced by a number of factors: the error in combining scans, repeated scanning, the error in combining scans and CBCT, the error in combining jaw`s and bite scans, the presence of penetrating occlusal contacts between scans of the dentition.

Full Text

Актуальность.

      Точность настройки программируемых артикуляторов играет очень важное значение. Ортодонты, стоматологи-ортопеды и зубные техники за счет задания индивидуальных артикуляционных параметров стараются максимально точно создать гармоничную и функциональную окклюзию.

   Моделирование перемещения объемного объекта нижней челюсти со всеми зубами в трехмерном пространстве виртуального артикулятора требует точной настройки по индивидуальным параметрам.

 

    Одним из самых современных решений, включающих в себя виртуальный артикулятор, является российская программа «Avantis 3D», которая упрощает и ускоряет проведение функциональной диагностики, позволяет проведение планирования ортодонтического и ортопедического лечения любой степени сложности.

    Особый интерес вызывает использование интраоральных сканеров в связке с программой «Avantis 3D». Сканы зубных рядов и сканы-регистраты терминальных позиций нижней челюсти, объединенные с компьютерной томограммой, позволяют получить индивидуальные значения углов движения нижней челюсти пациента для настройки виртуального артикулятора. И    проектирование 3D-сцены позволяет по нашему мнению достаточно точно оценить статическую и динамическую окклюзии пациента. 

  

Цель

   Цель исследования: сравнить повторяемость артикуляционных параметров, получаемых при настройке отечественного виртуального артикулятора Avantis 3D, используя лабораторные и интраоральные сканы терминальных позиций нижней челюсти.

Материалы и методы

Материалы и методы:

    Для участия в нашем исследовании была взята группа добровольцев из 30 человек в возрасте от 18 и до 35 лет. В группе состояло 18 женщин и 12 мужчин.

   Все исследования были проведены в соответствии с программой, утверждённой этическим комитетом РУДН (протокол № 20 от 17.09.2020).  Все участники исследования подписали добровольное согласие.

     Каждому участнику была проведена компьютерная томография челюстно-лицевой области, включающей ВНЧС, на аппарате Planmeca ProMax 3D Max (Planmeca, Финляндия) в состоянии привычной окклюзии для создания виртуального двойника пациента и настройки вирутального артикулятора.

    Всем участникам исследования были сняты одноэтапные силиконовые оттиски (Honigum Putty Soft, Honigum Light, DMG, Германия) и отлиты гипсовые модели (Siladent Marmorock 20, Siladent, Германия). Затем всем были изготовлены силиконовые регистраты прикуса (Occlufast, Zhermack, Италия) трех терминальных положений - протрузии (до контакта режущих краев резцов стык в стык) и левой и правой латеротрузий (до контактов рвущих бугров клыков стык в стык).

     Далее было проведено интраоральное сканирование верхней, нижней челюстей и получены оптические регистраты прикуса с помощью интраорального сканера 3Shape trios Basic Pod (3Shape, Дания) в положении максимального фиссурно-бугоркового контакта (центральной окклюзии), а также в положении терминальных позиций нижней челюсти с расположенными между зубными рядами силиконовыми регистратами, полученными ранее. С целью повышения качества ориентации сканов друг относительно друга, перед сканированием вестибулярные поверхности силиконовых регистратов были обрезаны.

   Затем изготовленные ранее гипсовые модели были отсканированы при помощи лабораторного сканера Medit T710 (Medit, Южная Корея) по одиночке, в положении максимального фиссурно-бугоркового контакта и в терминальных положениях при помощи силиконовых регистратов, описанных выше.

   Используя интраоральные сканы, оптические регистраты терминальных положений и компьютерные томограммы в программе «Avantis 3D» были созданы 3Д-сцены и настроен виртуальный артикулятор. Тот же протокол был использован для лабораторных сканов гипсовых моделей и лабораторных сканов тех же силиконовых регистратов положений нижней челюсти. При создании 3Д-сцен функция «Оптимизация окклюзионных контактов» не использовалась, поскольку данная функция в ПО появилась позже публикации данной работы.

   Для оценки воспроизводимости 3Д-сцены собирались 14 раз на каждого добровольца, то есть проводилось совмещение сканов с КТ, построение контуров элементов ВНЧС, создание опорной плоскости (шарнирно- орбитальная - где шарнирная ось определялась на КЛКТ по латеральному полюсу каждого мыщелка). Сегментация ВНЧС по КТ выполнялась с использованием функции «Сепарация ВНЧС» (рис 1).

Результаты

Результаты:

   Средние значения стандартного квадратичного отклонения, полученные при использовании интраоральных и лабораторных сканов при «индивидуальных» и стандартных межмыщелковых расстояниях представлены в таблице 1.  Поскольку перечисление значений стандартного отклонения без средних значений было бы некорректно, были взяты стандартные значения углов ССП (35 градусов) и Беннета (15 градусов) и отображены в таблице 1. Средние значения стандартного квадратичного отклонения артикуляционных параметров, полученных при создании 3D сцен с использованием лабораторных сканов при «индивидуальных» и стандартных межмыщелковых расстояниях выше аналогичных значений, полученных при использовании интраоральных сканов. Наибольшая разница зафиксирована при определенни левого угла ССП и при индивидуальном и при стандартном межмыщелковых расстояниях, среднее значение стандартного квадратичного отклонения при лабораторных сканах моделей более чем в 2,5 раза превысило аналогичное значение для интраоральных сканов.

 

Заключение

    На точность создания виртуального двойника пациента может влиять ряд факторов:

  1. Погрешность совмещения сканов,
  2. Погрешность повторного сканирования,
  3. Погрешность совмещения сканов и КТ,
  4. Погрешность совмещения сканов и регистратов,
  5. Наличие проникающих окклюзионных контактов между сканами зубных рядов.

   Более высокая степень погрешности результатов с данными, полученными при помощи лабораторного сканера, по сравнению с интраоральными сканами и оптическими регистратами, может быть связана с неточным алгоритмом программного обеспечения лабораторного сканера Medit T710 (Medit, Южная Корея) расположения сканов гипсовых моделей зубных рядов друг относительно друга. При задании терминальных положений НЧ с помощью лабораторных сканов регистратов, имеющих дефекты полигональной сетки, в нашем исследовании мы не смогли получить высокую повторяемость значений артикуляцонных параметров. (Рис 2, Рис.3).    Неточности в использовании гипсовых моделей с последующим их сканированием можно связать с усадкой любого, даже самого современного А-силикона и его необратимой деформацией. Аддитивные силиконы имеют упругость и небольшую податливость в комбинации с гипсовыми моделями, что тоже может вызывать ошибки в последующем переносе в цифровую среду. А-силикон для регистрации прикуса не полностью перекрывает поверхности зуба, которые играют ключевое значение для последующего совмещения со сканом гипсовой модели при настройке виртуального артикулятора. Помимо указанных выше факторов, деформация силиконовых регистратов во время сжатия зубных рядов не позволяет воспроизвести идентичную позицию нижней челюсти, поскольку из-за упругости силикона пациент может оказывать давление на регистрат с разной силой. Гипс 4 класса имеет свой коэффициент расширения, что может вызывать увеличение погрешности и неточность результатов, которые в последующем переносятся на лабораторные сканы [6].

Наличие проникающих суперконтактов между сканами зубных рядов априори влияли на определение артикуляционных параметров в ПО, так как наличие даже незначительного гиперконтакта может способствовать возникновению различий между положением мыщелков у реального пациента и у его виртуального двойника в исходной позиции (привычной окклюзии) и как следствие – в терминальном положении нижней челюсти [8]. Поскольку на момент написания данной работы функции «Оптимизации окклюзионных контактов» в ПО «Avantis 3D» еще не было, мы не могли повлиять на качество ориентации сканов зубных рядов друг относительно друга, исключив гиперктонтакты. Предположительно, использование функции, указанной выше, позволила бы получить меньшую разницу между результатами с лабораторными и интраоральными данными.

    Современный подход с использованием интраоральных сканеров позволяет с получать меньший разброс в результатах, поскольку на пути достижения данных в цифровой среде избегаются этапы использования оттисков, гипсовых моделей и силиконовых регистратов, на которых возможно накопление погрешности.   

ВЫВОДЫ

  1. Между средними значениями стандартного квадратичного отклонения, рассчитанными для стандартного и «индивидуального» межмыщелкового расстояний для интраоральных и лабораторных сканов, статистически значимой разницы не выявлено.
  2. При анализе полученных результатов установлена статистически значимая разница между средними значениями стандартных квадратичных отклонений для интраоральных и лабораторных данных как при стандартном, так и при «индивидуальном» межмыщелковом расстояниях, кроме значений левого угла Бенннета при стандартном межмыщелковом расстоянии.
  3. Повторяемость значений индивидуальных параметров у пациентов, полученных при помощи сбора 3D сцен с интраоральными сканами, более высокая чем в сценах с использованием гипсовых моделей.
  4. Большая величина погрешности (±5 градусов), полученная при определении угла сагитального суставного пути при помощи лабораторных сканов моделей, может быть критична для настройки виртуального артикулятора.

 

×

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 86295 от 11.12.2023 г. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80635 от 15.03.2021 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies