2024年2月23日
本文提供了一种全面的方案,通过数字模型叠加技术评估上颌后牙在使用透明矫治器时的三维(3D)移动情况,该技术是正畸学与牙颌面矫形学领域中不可或缺的工具。
在评估正畸治疗效果时,牙齿移动的评估至关重要。我们将演示一种方法,用于评估上颌后牙在接受透明矫治器治疗后的三维移动情况。该方案结合了多种软件工具,并利用腭皱和牙列作为稳定的参考依据。
这种组合能够实现单个牙齿的叠加与分割,从而分析其移动和方向。本方案展示了一种新颖的方法,用于分析软件预测模型与实际治疗结果之间的差异。通过了解软件预测治疗的效果与准确性,临床医生将能更准确地判断和规划牙齿移动。
首先,在计算机上启动 CloudCompare 软件。选择治疗后的数字化上颌模型,然后点击平移旋转图标。拖动模型使其并排排列,然后点击绿色对勾标记。
选择预处理的数字模型,然后点击分割图标。在腭皱襞上选择四个点,右键单击以取消选中。然后点击分割并按下绿色对勾标记。
隐藏治疗后模型剩余部分和治疗前模型剩余部分。然后选择治疗后模型部分和治疗前模型部分。按下粗略配准对齐图标,并在两侧腭部中线各放置至少三个标志点。
单击“对齐”,然后单击绿色对勾以确认标志点的放置位置。接下来,取消隐藏两个模型的网格。然后复制未变形的治疗后模型的剩余部分。
单击“编辑”,然后选择“应用变换”并粘贴变换矩阵。隐藏剩余的点模型,同时选中治疗后模型部分和治疗前模型部分。接着点击精细配准对齐图标,选择治疗前模型部分作为参考模型,然后单击“确定”。取消隐藏两个模型的网格,随后像之前一样移动未变换的治疗后剩余模型。
单击“编辑”并应用变换,然后粘贴变换矩阵。首先,在计算机系统上启动 Rhinoceros 软件。导入相关的 STL 文件后,选择模拟的牙龈并按 Delete 键将其删除。
单击网格工具并选择平面网格。在牙齿周围绘制一个平面,并将其移动至牙冠的咬合三分之一处。双击右键以展开右侧视图。
接下来,输入命令 MeshBooleanSplit。选择平面和所有牙齿,然后按 Enter 键。删除平面和牙颈部部分,保留咬合面牙冠的 1/3。
首先,启动 CloudCompare 软件。导入相关的叠加文件后,取消勾选相应复选框,以隐藏分割后的预测模型和治疗后数字模型。然后选择分割前的治疗前模型和治疗前数字模型。
现在单击粗配准对齐图标,并在两个模型的牙冠牙尖上放置对应的解剖标志点。按下“对齐”按钮,然后点击绿色对勾以确认标志点的放置。取消隐藏分割后的预测模型和治疗后模型。
复制变换矩阵,然后依次点击“编辑”和“应用变换”。粘贴矩阵以移动模型。现在隐藏治疗后及分割预测模型,然后选择治疗前及分割治疗前模型。
按下精细配准对齐图标,取消隐藏网格,并像之前一样移动变换矩阵。最后,取消隐藏分割后的预测模型和治疗后数字模型,然后隐藏治疗前分割模型和数字模型,以显示叠加效果。首先,在计算机上启动 Meshmixer 软件。
导入分割后的预测模型和治疗后模型,点击图标隐藏分割后的预测模型,保留治疗后数字模型可见。在治疗后模型上,点击选择并调整笔刷大小,拖动笔刷工具于所选牙齿的咬合面以分割牙冠。
现在,单击“修改”,然后依次选择“反选”和“编辑”,再单击“丢弃”以删除模型的其余部分,仅保留已分割的牙冠。再次单击该图标,以取消隐藏分割后的预测模型,并隐藏治疗后的模型。首先,在计算机上启动 CloudCompare 软件。
导入分割后的牙冠文件后,隐藏治疗后的牙齿。然后同时选择隐藏的治疗后牙齿和可见的预测牙齿。接着选择底部视图,点击平移旋转图标。
使用 X、Y 和 Z 平面旋转牙齿,使颊尖与垂直线对齐。选择左侧视图,点击平移旋转图标,然后使颊尖和舌尖与水平线对齐。同样,选择后视图,并使颊尖和舌尖与水平线对齐。
当所有牙尖对齐后,单击平移旋转图标,在所有视图中将牙齿居中放置于网格上。现在取消隐藏治疗后牙齿,并同时选中预测牙齿与治疗后牙齿。按下精细配准对齐图标,将治疗后牙齿与预测牙齿进行配准,然后单击“确定”。接着选择治疗后牙齿,复制变换矩阵,点击“编辑”,然后选择“应用变换”以粘贴该变换矩阵。
最后,选择欧拉角图标以显示预测牙齿与治疗后牙齿之间的旋转和线性移动。旋转、转矩和倾斜的角向测量值差异大于颊舌向、近远中向以及咬合-牙龈向平移的距离测量值。第一前磨牙和第二前磨牙的平均旋转差异大于两度。
所有牙位类型的扭矩值均显著偏离零值,而第二前磨牙和第一磨牙的平均差异小于负二度。在所有附件类型间观察到的差异较小。
本论文提供了一种全面的方案,通过数字模型叠加技术评估使用透明矫治器时上颌后牙的三维(3D)移动情况。该方法结合了多种软件工具和稳定参考基准,以实现精确分析。
通过数字化叠加技术对上颌后牙移动进行定量评估,可满足正畸装置评价中对预测可信度的关键需求。本方案能够精确比较预测结果与实际实现的效果,支持基于装置的牙科干预措施的机制性风险降低和靶点验证。该方法可为牙科治疗领域的转化研究及产品线推进提供决策依据。
该数字化叠加技术方案贯穿从早期发现到转化研究的全过程,将设备预测模型与真实世界结果相结合。