Medición del movimiento de los dientes maxilares posteriores: una evaluación modelo mediante la superposición palatina y dental

Resumen

Este manuscrito presenta un protocolo completo para evaluar el movimiento tridimensional (3D) de los dientes maxilares posteriores con alineadores transparentes utilizando la superposición de modelos digitales, una herramienta invaluable en ortodoncia y ortopedia dentofacial.

Resumen

Desde la introducción de Invisalign por Align Technology, Inc. en 1999, han persistido las preguntas y los debates sobre la precisión de la terapia Invisalign (alineador transparente), especialmente en comparación con el uso de aparatos fijos tradicionales. Esto se vuelve particularmente significativo en los casos que involucran correcciones anteroposteriores, verticales y transversales, donde las comparaciones precisas son de suma importancia. Para responder a estas preguntas, este estudio presenta un protocolo meticulosamente diseñado, poniendo un énfasis principal en la superposición digital del movimiento de los dientes maxilares posteriores para facilitar un análisis preciso. La muestra incluyó 25 pacientes que habían completado su primera serie de alineadores Invisalign (transparentes). Se superpusieron digitalmente cuatro modelos digitales maxilares (pre-tratamiento, post-tratamiento, ClinCheck-inicial y modelos finales) utilizando las rugas del paladar y las denticiones como referencias estables. Se utilizó una combinación de software para la superposición del modelo y la segmentación de los dientes. A continuación, las matrices de transformación expresaron las diferencias entre las posiciones de los dientes alcanzadas y predichas. Los umbrales para las diferencias clínicamente relevantes fueron de ±0,25 mm para el desplazamiento lineal y de ±2° para la rotación. Las diferencias se evaluaron mediante la prueba de T cuadrado de Hotelling con corrección de Bonferroni. Las diferencias medias en rotación (2,036° ± 4,217°) y par (-2,913° ± 3,263°) fueron significativas estadística y clínicamente, con valores de p de 0,023 y 0,0003 respectivamente. La desrotación de los premolares y el control de torsión para todos los dientes posteriores fueron menos predecibles. Todas las diferencias de medias para las mediciones lineales fueron estadística y clínicamente insignificantes, excepto que los primeros molares parecían ligeramente (0,256 mm) más intruidos que su posición prevista. El sistema de alineadores transparentes parece cumplir con su predicción para la mayoría de los movimientos dentales traslacionales y la inclinación mesial-distal en los dientes posteriores maxilares para los casos sin extracción con maloclusiones leves a moderadas.

Introducción

En 1999, Align (Align Technology Inc., Tempe, AZ) puso a disposición comercial aparatos de ortodoncia removibles fabricados digitalmente. Originalmente, este sistema fue diseñado para resolver casos de no crecimiento con hacinamiento leve a moderado o cerrar espacios pequeños como una alternativa estética a los electrodomésticos tradicionales fijos en los bordes. Con décadas de mejoras en el diseño y la fabricación asistidos por ordenador (CAD/CAM), los materiales dentales y la planificación del tratamiento, la terapia con alineadores transparentes (TAC) se ha utilizado desde entonces para tratar a más de 10 millones de pacientes con diversas maloclusiones en todo el mundo^. Un estudio retrospectivo reciente sugirió que la TAC es tan efectiva como la terapia con aparatos fijos para la población adolescente con maloclusiones leves, con resultados significativamente mejores en la alineación de los dientes, las relaciones oclusales y el resalte². El número de citas, las visitas de emergencia y el tiempo total de tratamiento también tuvieron mejores resultados para los pacientes con terapia con alineadores transparentes. A pesar de que la TAC se puede utilizar para tratar las maloclusiones leves a moderadas sin extracción en pacientes que no crecen ^3,4 y acortar la duración del tratamiento y el tiempo de consulta⁵, no está claro si el tratamiento es tan efectivo como el estándar de oro de los aparatos ortopédicos labiales convencionales ^4,6,7,8,9, especialmente para la corrección anteroposterior y vertical¹⁰.

ClinCheck es una plataforma de software desarrollada por Align para proporcionar a los médicos simulaciones virtuales tridimensionales (3D) de posibles movimientos dentales. Principalmente se preocupa por el estado inicial del paciente y el plan de tratamiento prescrito por el médico, también puede ser una herramienta de comunicación visual para el paciente. Cualquier desajuste entre los resultados pronosticados y los logrados puede requerir una corrección, refinamiento o conversión a la terapia con aparatos fijos a mitad de curso. En consecuencia, la fiabilidad de las predicciones de software ha atraído cada vez más la atención de los investigadores. Desde la revisión sistemática de Lagravere y Flores-Mir publicada en 2005¹¹, las investigaciones sobre la concordancia entre los modelos predichos y los modelos post-tratamiento se han medido de diferentes maneras, los métodos de medición incluyen la longitud del arco, la distancia intercanina, la sobremordida, el resalte, la desviación de la línea media¹², la puntuación de reducción del sistema de clasificación objetiva de la Junta Americana de Ortodoncia (ABO-OGS)¹³, el ancho interdental superior e inferior¹⁴y medidas derivadas de la tomografía computarizada de haz cónico¹⁵.

También se han realizado comparaciones mediante la superposición de modelos 3D 16,17,18,19,20,21. Por ejemplo, muchas plataformas de software actuales, como ToothMeasure (software interno desarrollado por Align Technology), pueden superponer de forma reproducible dos modelos digitales utilizando puntos de referencia seleccionados por el usuario en dientes no tratados, rugas palatinas o implantes dentales. Dado que los modelos predichos y alcanzados generalmente no incluyen las superficies palatinas, muchos estudios previos 15,16,17,18 han utilizado los dientes posteriores no tratados como referencias para la superposición, incluyendo la posibilidad de agregar errores debido a los movimientos relativos de estos dientes. Estos estudios se han limitado a las regiones anteriores de la arcada en casos relativamente simples con espaciamiento o apiñamiento leve a moderado.

Grünheid et al. utilizaron la superposición matemática para cuantificar las discrepancias entre los planes de tratamiento virtuales y los resultados reales del tratamiento para evaluar la precisión de la TAC de dentición completa sin estructuras anatómicas estables en modelos digitales²⁰. Haouili et al. utilizaron el mismo método en un algoritmo de mejor ajuste dentro del software Compare para realizar un estudio de seguimiento prospectivo sobre la eficacia del movimiento dental con CAT²¹. El objetivo era proporcionar una actualización sobre la precisión asociada con la tecnología emergente, es decir, SmartForce, los materiales de los alineadores SmartTrack y los escaneos digitales. Sus hallazgos de una mejora de la precisión general del 41%¹⁷ al 50%²¹ fueron alentadores, pero no niegan la posibilidad de que algunos movimientos dentales aún no se puedan lograr satisfactoriamente con el sistema de alineadores transparentes.

Cuando se predicen y se logran, los modelos digitales incluyen una referencia 3D común independiente de la dentición, como rugas palatinas, implantes dentales o tori; Pueden ser co-registrados dentro del sistema de coordenadas de muchas plataformas de software adecuadas. Si un diente de interés se segmenta de uno y se transforma matemáticamente para que coincida con su versión desplazada en el otro, la matriz de transformación contiene la información completa necesaria para describir toda la transposición 3D. Su contenido puede expresarse como tres traducciones y tres rotaciones descritas por una convención formal. Un ejemplo se encuentra en el software de control Invisalign ClinCheck Pro 3D, donde los parámetros numéricos que indican los movimientos de los dientes en 3D necesarios para mover los dientes a sus posiciones predichas se muestran en una tabla de movimientos de dientes.

Si bien los modelos inicial y final (predichos) del software de planificación comparten un sistema de coordenadas común proporcionado por la misma plataforma de software, su ausencia de paladares restringe la posibilidad de co-registro con cualquier otro modelo de dentición digital a menos que posean una dentición idéntica. En este contexto, se planteó la hipótesis de que sería factible la superposición de modelos predichos por software y posteriores al tratamiento (logrados). Esta viabilidad surge de la disponibilidad de dos pares: inicial y final (superpuestos automáticamente durante la exportación desde el software de planificación) y otro par de modelos de pretratamiento y logrados (superpuestos mediante rugas palatinas). Estos pares podrían registrarse utilizando la dentición pre-tratamiento como referencia para alinearlos con el modelo inicial de Invisalign. Posteriormente, se podría realizar la segmentación de dientes individuales para evaluar las diferencias en sus posiciones y orientaciones. Esta evaluación implica la transposición de dientes entre los modelos, y las matrices de transformación permitirían una cuantificación numérica de las traslaciones y reorientaciones.

En este protocolo, se introdujo un enfoque para evaluar la efectividad de la TAC en el tratamiento de las maloclusiones leves a moderadas tanto en adolescentes como en adultos, centrándose específicamente en los dientes maxilares posteriores. La hipótesis nula fue que no hubo diferencia entre la posición de los dientes lograda y la predicha por el software de planificación en los dientes maxilares posteriores después de la primera serie de alineadores transparentes.

Protocolo

Este estudio recibió la aprobación ética de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Columbia Británica (No. H19-00787). Para mantener la confidencialidad, todas las muestras utilizadas en el estudio se sometieron a procedimientos de desidentificación. Además, antes de su inclusión en la investigación, se obtuvo adecuadamente el consentimiento informado de todos los pacientes participantes.

NOTA: Cada participante contribuyó con cuatro modelos digitales maxilares, que abarcaron lo siguiente:

1. Modelo digital de pretratamiento, con el paladar escaneado con iTero
2. Modelo digital post-tratamiento, con el paladar escaneado con iTero
3. Modelo de pretratamiento, exportado desde el software de planificación.
4. Modelo predicho, exportado desde el software de planificación.

Este protocolo aprovechó una combinación de varias herramientas de software, que incluían CloudCompare, Meshmixer y Rhinoceros. Estas plataformas de software desempeñaron un papel fundamental para facilitar el proceso de registro y permitir la segmentación de dientes individuales con el fin de analizar sus movimientos y orientaciones. Vale la pena señalar que estas herramientas de software pueden ser replicables con otras opciones de software de código abierto, siempre que puedan lograr objetivos similares. En la Figura 1 se presenta un flujo de trabajo que ilustra la secuencia de software.

1. Preparación

1. Obtenga los modelos inicial y final (predichos) como archivos estereolitográficos (STL) del software de planificación haciendo clic en Herramientas > Exportar > STL.
   NOTA: Los modelos exportados desde el software de planificación presentan solo coronas clínicas y encía virtual sin paladar.
2. Obtenga los modelos digitales de pretratamiento y postratamiento como archivos STL desde el software del modelo escaneado (OrthoCAD) seleccionando el escaneo, haciendo clic y eligiendo Exportar > Tipo de exportación (vaciado abierto), Formato de datos (archivo por arco [arcos orientados en oclusión]).
   NOTA: Los modelos exportados desde el software de escaneo de modelos incluyen no solo la dentición, sino también la encía y todo el paladar.

2. Superposición palatina de modelos digitales pre y post-tratamiento en CloudCompare

1. Abra el software y arrastre y suelte los archivos STL de los modelos digitales de pretratamiento y postratamiento.
2. Seleccione cada modelo y haga clic en Editar > colores > Establecer único para cambiar los colores de los modelos seleccionados.
3. Seleccione el modelo digital posterior al tratamiento y haga clic en el icono Traducir/Rotar . Haga clic con el botón derecho para arrastrar el modelo de modo que queden uno al lado del otro. Haga clic en la marca de verificación verde.
4. Seleccione el modelo digital de pretratamiento y haga clic en el icono Segmento .
5. Haga clic en cuatro puntos de las rugas palatinas y haga clic con el botón derecho para anular la selección. Haga clic en Segmentar en y, a continuación, haga clic en la marca de verificación verde. Repita los pasos 2.4 a 2.5 para el modelo digital posterior al tratamiento.
6. Oculte los modelos PostTreatModel.remaining y PreTreatModel.remaining y seleccione los modelos PostTreatModel.part y PreTreatModel.part .
7. Haga clic en el icono de alineación de registro aproximado (selección de pares de puntos) y coloque al menos tres puntos de referencia correspondientes en el paladar a cada lado de la línea media para los paladares antes y después del tratamiento. Haga clic en Alinear y, a continuación, haga clic en la marca de verificación verde.
8. Para mostrar las mallas de ambos modelos y mover el modelo PostTreatModel.remaining sin transformar, copie la matriz de transformación, haga clic en Editar > Aplicar transformación y pegue la matriz de transformación.
   NOTA: Los resultados de la matriz de transformación se muestran en la consola.
9. Oculte los modelos PostTreatModel.remaining y PreTreatModel.remaining y seleccione los modelos PostTreatModel.part y PreTreatModel.part .
10. Haga clic en el icono de alineación de registro fino y asegúrese de que el modelo PreTreatModel.part esté seleccionado como referencia. Haga clic en Aceptar.
    NOTA: Confirme la raíz cuadrática media (RMS) resultante en la ventana de información de registro. Una desviación de ≤ 0,05 RMS es aceptable.
11. Para mostrar las mallas de ambos modelos y mover el modelo PostTreatModel.remaining sin transformar, copie la matriz de transformación, haga clic en Editar > Aplicar transformación y pegue la matriz de transformación.
12. Guarde los modelos PostTreatModel.remaining y PreTreatModel.remaining superpuestos como archivos STL.

3. Preparación del modelo de software para la superposición con el software Rhinoceros

1. Importe los archivos STL del software de planificación, el pretratamiento y los modelos previstos por separado.
   NOTA: Al importar modelos de software a software de medición como Rhinoceros o CloudCompare, se conserva la orientación y el registro de los modelos
2. Seleccione la encía simulada y presione Eliminar para eliminarla.
3. Haga clic en MeshTools, seleccione Meshplane. Dibuje un plano alrededor de los dientes y mueva el plano hacia el 1/3 oclusal de las coronas dentales. Esto mejorará la precisión de la superposición.
4. Haga doble clic en el botón Derecha para expandir la vista derecha.
5. Ingrese el comando MeshBooleanSplit y seleccione el plano y todos los dientes y luego presione Enter.
6. Eliminar las porciones planas y cervicales de los dientes dejando las coronas dentales oclusales de 1/3.
7. Guarde el modelo dividido como un archivo STL.
8. Repita todos los pasos para el otro modelo.

4. Superposición de modelos digitales de predicción por software y post-tratamiento con CloudCompare

1. Arrastre y suelte los archivos STL de los modelos digitales de pretratamiento y postratamiento previamente superpuestos palatalmente, y los modelos de pretratamiento dividido y predicho dividido.
2. Seleccione cada modelo y haga clic en Editar > colores > Establecer único para cambiar los colores de los modelos seleccionados.
3. Seleccione los modelos digitales de pretratamiento y postratamiento y haga clic en el icono Traducir/Rotar . Haga clic con el botón derecho para arrastrar los modelos de modo que queden uno al lado del otro.
4. Solicite que el software oculte el modelo de predicción dividida y el modelo digital de postratamiento desmarcando las casillas correspondientes. Seleccione el modelo de pretratamiento dividido y el modelo digital de pretratamiento.
5. Haga clic en el icono de alineación de registro aproximado y coloque los puntos de referencia correspondientes en las cúspides de las coronas tanto en el modelo de pretratamiento dividido como en el modelo digital de pretratamiento. Haga clic en Alinear y, a continuación, haga clic en la marca de verificación verde.
6. Muestre el modelo de predicción dividido y el modelo posterior al tratamiento y mueva el modelo posterior al tratamiento sin transformar copiando la matriz de transformación, haciendo clic en Editar > Aplicar transformación y pegando la matriz de transformación.
7. Oculte los modelos de predicción posteriores al tratamiento y divididos. Seleccione los modelos de pretratamiento y pretratamiento dividido. Haga clic en el icono de alineación de registro fino para obtener el mejor ajuste entre el modelo de pretratamiento dividido y el modelo digital de pretratamiento.
8. Para mostrar las mallas y mover el modelo sin transformar, copie la matriz de transformación, haga clic en Editar > Aplicar transformación y pegue la matriz de transformación.
9. Muestre los modelos digitales divididos de predicción y postratamiento y, a continuación, oculte el modelo de pretratamiento dividido y el modelo digital de pretratamiento para mostrar la superposición (Figura 2).
10. Guarde los modelos como archivos STL.

5. Segmentación de coronas usando Meshmixer

1. Importe el modelo de predicción dividida y el modelo digital posterior al tratamiento a Meshmixer.
2. Haga clic en Editar > Duplicar para duplicar los modelos para el número de dientes que se van a segmentar. Etiquete cada modelo con el número de diente correspondiente a segmentar.
3. Oculte el modelo de predicción dividida haciendo clic en el icono Ojo , manteniendo visible el modelo digital posterior al tratamiento.
4. En el modelo posterior al tratamiento, haga clic en Seleccionar y ajuste el tamaño del pincel. Para segmentar la corona seleccionada, arrastre la herramienta Pincel sobre la superficie oclusal del diente seleccionado, prestando mucha atención a las puntas de las cúspides.
5. Haga clic en Modificar > Invertir y, a continuación, en Editar > Descartar para eliminar el resto del modelo, dejando la corona segmentada.
6. Muestre el modelo de predicción dividida y oculte el modelo posterior al tratamiento haciendo clic en los iconos de ojo correspondientes.
7. Repita los pasos 5.4-5.5 para el modelo de predicción dividida.
8. Exporte cada corona seleccionada como archivos STL.
9. Repita todos los pasos para cada segmentación de dientes.

6. Superposición dental con CloudCompare

1. Importe las coronas digitales segmentadas después del tratamiento y las coronas divididas predichas por software en el software. Asegúrese de que la orientación y el registro en la nube sigan siendo coherentes. Establecer la Cuadrícula de Coordenadas Mundiales para estandarizar la orientación de los dientes derechos e izquierdos, mejorando la confiabilidad de la metodología. El centro de la cuadrícula debe representar la coordenada (0,0,0,0,0,0) de la nube de software CloudCompare.
2. Seleccione ambas coronas y haga clic en Editar > normales > Calcular > por vértice.
3. Seleccione cada diente y haga clic en Editar > colores > Establecer único para cambiar los colores de los modelos seleccionados.
4. Oculte el diente posterior al tratamiento desmarcando la casilla y seleccione tanto el diente oculto posterior al tratamiento como el diente visible previsto.
5. Seleccione la vista inferior, haga clic en el icono Trasladar/Rotar y utilice los planos X, Y y Z para rotar el diente de modo que la cúspide bucal se alinee con la línea vertical.
6. Seleccione la vista lateral izquierda, haga clic en el icono Traducir/Rotar y alinee las cúspides bucales y linguales con la línea horizontal.
7. Seleccione la vista posterior, haga clic en el icono Traducir/Rotar y alinee las cúspides bucales y linguales con la línea horizontal.
   NOTA: Trate de alinear sus superficies oclusales y faciales con los ejes y planos del mundo. Asegúrese de que el centro del cuadro delimitador del diente esté colocado en el origen del mundo. Al adherirse a la cuadrícula de coordenadas mundiales, se estandarizarán las posiciones de todos los dientes. Este paso garantiza una conversión consistente y precisa de las traslaciones X, Y y Z en todos los ejes, independientemente de la posición específica de un diente individual.
8. Una vez que todas las cúspides estén alineadas, haga clic en el icono Trasladar/Rotar para centrar el diente en la cuadrícula en todas las vistas.
9. Muestre el diente posterior al tratamiento y seleccione el diente previsto y el diente posterior al tratamiento.
10. Haga clic en el icono de alineación de registro fino para registrar el diente posterior al tratamiento sobre el diente previsto. Haga clic en Aceptar.
    NOTA: Una vez finalizado, CloudCompare mostrará la información de registro, incluida la superposición RMS (Figura 3).
11. Para determinar las diferencias posicionales y rotacionales entre los dos dientes, seleccione el diente posterior al tratamiento, copie la matriz de transformación, haga clic en Editar > Aplicar transformación y pegue la matriz de transformación.
12. Seleccione el icono Ángulos de Euler para mostrar los movimientos rotacionales y lineales entre el diente predicho y el diente posterior al tratamiento.
13. Documente todas las mediciones de traslación y rotación en una hoja de cálculo. Repita este proceso para todos los dientes posteriores restantes.
    NOTA: Utilice el sistema de clasificación modelo¹² de la Junta Americana de Ortodoncia (ABO) para identificar diferencias de medición clínicamente significativas. Las diferencias mayores de 0,5 mm linealmente y 2 grados angulares se consideran clínicamente relevantes.
14. Ajuste los valores de medición para la dirección antero-posterior de los dientes del lado derecho en una hoja de cálculo. Este ajuste tiene en cuenta la orientación estandarizada de los dientes del lado derecho a los dientes del lado izquierdo.

7. Especificaciones de medición

1. Comprender la secuencia de convenciones de rotación y medición: CloudCompare emplea la convención extrínseca (origen mundial) ZYX de Tait-Bryan para sus mediciones.
   NOTA: Para la traslación, los ejes representan X (dirección bucolingual), Y (dirección mesiodistal) y Z (dirección vertical: intrusión/extrusión). Los movimientos angulares están representados por el eje X (Psi - inclinación mesiodistal), el eje Y (Theta - par bucolingual) y el eje Z (Phi - rotación mesiodistal)²². Los movimientos de los dientes se expresan en términos de la anatomía del diente, independientemente de su posición en la arcada. El signo de las medidas (+, -) indica la dirección desde el origen del mundo y la rotación alrededor de sus ejes.
2. Importancia de la relevancia contextual: Tenga en cuenta que los términos direccionales que describen los movimientos de los dientes (p. ej., mesial, distal, bucolingual) hacen referencia al diente específico y no tienen en cuenta las alteraciones relativas a la arcada dental.

8. Análisis estadístico

1. Utilice el paquete estadístico de R (v 3.2.3, RStudio Inc.) a través de RStudio (versión 1.4.1103) para todos los análisis.
2. Seleccione 32 dientes al azar y realice mediciones duplicadas en un intervalo de 1 mes.
3. Pruebe la confiabilidad intra-examinador con coeficientes de correlación intra-clase (ICC) y análisis de Bland Altman para ambos conjuntos de mediciones.
4. Aplique las pruebas de T-cuadrado de Hotelling para probar las diferencias de predicción de medias entre las posiciones de los dientes predichas y alcanzadas para los parámetros angulares y lineales.
5. Ajuste para múltiples comparaciones de dientes utilizando una corrección de Bonferroni en los valores p, con el objetivo de obtener una tasa de error por familia de 0,05.
6. Realice una prueba de T-cuadrado de Hotelling post-hoc si se detectan diferencias significativas para determinar si las diferencias de predicción para cada tipo de diente y parámetro de movimiento son significativas. Considere las discrepancias de 0,25 mm o más en las mediciones lineales y de 2° o más para las mediciones angulares como clínicamente relevantes.

Resultados

Se requirió un tamaño mínimo de muestra de 24 casos para detectar un cambio de efecto de 0,6° para los ángulos promedio de punta y torque, con una potencia del 80% y un alfa de 0,05²³. Los criterios de inclusión fueron los siguientes: (1) dentición permanente completa a través de los primeros molares, (2) maloclusiones de clase I, o maloclusiones de clase II/III de menos de 2 mm con espaciamiento, o apiñamiento leve a moderado que se habían sometido a tratamiento Invisalign sin extracción, (3) finalización de la primera serie de alineadores Invisalign al menos, y (4) rugas palatinas presentadas tanto en la exploración intraoral inicial como en la de refinamiento. Los criterios de exclusión fueron: (1) exposición previa a aparatos auxiliares de expansión y distalización, (2) facetas de desgaste visibles en la dentición durante el tratamiento, (3) antecedentes de traumatismo, síndrome craneofacial o falta de dientes, y (4) cumplimiento deficiente del uso de alineadores documentado en la tabla. Los segundos molares de varios casos estaban ausentes o en erupción y, por lo tanto, se excluyeron del análisis. En este sentido, se trataron 150 dientes (50 primeros premolares, 50 segundos premolares y 50 primeros molares) seleccionados entre 25 participantes (17 mujeres y 8 hombres), con edades comprendidas entre los 12 y los 44 años, con una edad media de 24,8 ± 8,8 años. De los 25 pacientes, 4 eran de clase I, 15 de clase II y 6 de clase III, todos con menos de 2 mm. El número medio de bandejas fue de 24,8 ± 11,2, y la duración media del tratamiento fue de 214 ± 131 días. Entre los 150 dientes maxilares posteriores, había 63 dientes sin ningún tipo de fijación, 7 con fijación convencional y 80 con fijaciones optimizadas.

La media de los CCI para la fiabilidad intraexaminador fue superior a 0,990, lo que sugiere que la concordancia intraexaminador fue excelente (Tabla 1). Los resultados de los análisis de Bland-Altman se presentan en la Tabla 2, que también mostró una alta concordancia intra-examinador.

En la Tabla 3 se muestran las diferencias angulares y lineales entre la posición diente predicha y la alcanzada en los dientes maxilares posteriores. En general, las medidas angulares para la rotación, el torque y la punta tuvieron una variación notablemente mayor que las medidas de distancia para las traducciones buco-linguales, mesial-distales y oclusal-gingivales. Las diferencias medias de rotación para los primeros premolares y segundos premolares fueron superiores a 2° y el intervalo de confianza del 95% no incluyó cero. Esto sugiere que, clínicamente, los primeros y segundos premolares maxilares estaban significativamente rotados mesialmente. El torque para todos los tipos de dientes se desvió sustancialmente de cero, mientras que la diferencia media para los segundos premolares y los primeros molares fue inferior a -2°, lo que sugiere que todos los dientes posteriores maxilares, especialmente los segundos premolares y los primeros molares, tenían un torque de corona bucal más relevante desde el punto de vista clínico en relación con la posición predicha.

En la Tabla 4 se presentan los resultados de la prueba de T-cuadrado de Hotelling y los intervalos de confianza globales del 95% con corrección de Bonferroni para cada parámetro. Los resultados indican que las diferencias medias en rotación (2,036° ± 4,217°) y par (-2,913° ± 3,263°) fueron estadísticamente significativas diferentes de cero, con valores de p de 0,023 y 0,0003 respectivamente.

Para explorar más a fondo los posibles efectos del uso de archivos adjuntos en la precisión de la predicción, se puede visualizar una investigación primaria en la Figura 4, que mostró diferencias menores entre los diferentes archivos adjuntos (sin adjuntos, convencional u optimizado). Sin embargo, es probable que esto se deba a las bajas frecuencias de la fijación convencional.

Figura 1: Flujo de trabajo de la secuencia de uso del software. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Superposición de los modelos final de software (predicho) y post-tratamiento (logrado). (A) Cuatro modelos de un sujeto registrados en el mismo sistema de coordenadas. El código de colores indica los modelos de pre-tratamiento y post-tratamiento con paladares pero diferentes denticiones, el modelo inicial de software sin paladar y la misma dentición que el modelo de pre-tratamiento, y el modelo de software-final sin paladar y la dentición prevista. El método de superposición se describe en el texto. (B) Los modelos finales y posteriores al tratamiento predichos por software se muestran solos. En este estudio se midieron las diferencias en la posición y orientación de los dientes. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Superposición dental con mediciones. (A) Un primer molar segmentado del modelo logrado (post-tratamiento) registrado a la versión predicha por software. La matriz de transformación para el registro y la raíz cuadrática media (RMS) del ajuste se encuentra en la ventana emergente de CloudCompare. (B) Ángulos y desplazamientos de Euler derivados de la matriz de transformación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Comparación de las diferencias de predicción sin adjunto con los adjuntos convencionales y optimizados. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Parámetro	Significar	95%	CI	Importancia
Rotación (°)	1	1	1	0
Par de apriete (°)	0.991	0.982	0.996	0
Punta (°)	0.992	0.983	0.996	0
Bucal-lingual (mm)	0.999	0.997	0.999	0
Mesial-Distal (mm)	0.99	0.979	0.995	0
Oclusal-Gingival (mm)	0.998	0.996	0.999	0

Tabla 1: Coeficientes de correlación intraclase (CCI) para la fiabilidad intraexaminador (n = 32 dientes). IC: intervalo de confianza.

Parámetro	Diferencia de medias	95%	CI
Rotación (°)	0.032	-0.045	0.137
Par de apriete (°)	0.182	-0.099	0.503
Punta (°)	0.061	-0.08	0.218
Bucal-lingual (mm)	-0.011	-0.043	0.012
Mesial-Distal (mm)	0.008	-0.033	0.048
Oclusal-Gingival (mm)	0.011	-0.002	0.026

Tabla 2: Resultados de los análisis de Bland-Altman para la concordancia intraexaminador (n = 32 dientes). IC: intervalo de confianza.

Parámetro	Primer premolar (n=50)				Segundo premolar (n=50)				Primer molar (n=50)
	Significar	SD	95%	CI	Significar	SD	95%	CI	Significar	SD	95%	CI
Rotación (°)	2.801	3.881	1.767	4.023	2.472	5.265	1.195	4.148	0.835	3.004	0.098	1.74
Par de apriete (°)	-1.261	1.912	-1.765	-0.722	-3.597	3.586	-4.588	-2.512	-3.881	3.413	-4.895	-2.934
Punta (°)	0.746	2.851	-0.079	1.632	0.409	3.015	-0.434	1.238	-0.326	1.917	-0.582	0.506
Bucal-lingual (mm)	-0.18	0.455	-0.311	-0.046	-0.156	0.516	-0.307	-0.018	-0.048	0.619	-0.203	0.132
Mesial-Distal (mm)	0.143	0.535	-0.006	0.309	0.155	0.56	-0.01	0.299	0.213	0.618	0.041	0.392
Oclusal-Gingival (mm)	-0.141	0.407	-0.256	-0.031	-0.206	0.408	-0.323	-0.09	-0.256	0.398	-0.363	-0.147

Tabla 3: Estadística descriptiva de las diferencias angulares y lineales entre la posición de los dientes predicha y la alcanzada para los primeros premolares maxilares, segundos premolares y primeros molares. Los valores positivos indicaron una posición del diente más bucal, distal u oclusal, o con más rotación mesial, punta de la corona más distal o más torsión de la corona lingual que la posición del diente predicha. DE: desviación estándar; IC: intervalo de confianza.

Parámetro	Significar	SD	95%	CI	P
Rotación (°)	2.036	4.217	1.408	2.756	0.023*
Par de apriete (°)	-2.913	3.263	-3.411	-2.388	0.0003*
Punta (°)	0.374	2.641	-0.049	0.8	1
Bucal-lingual (mm)	-0.128	0.534	-0.216	-0.041	0.186
Mesial-Distal (mm)	0.17	0.569	-0.076	0.258	1
Oclusal-Gingival (mm)	-0.201	0.405	-0.266	-0.136	0.123

Tabla 4: Comparaciones de las diferencias de predicción de medias angulares y lineales en todos los dientes maxilares posteriores medidos con las pruebas de T-cuadrado de Hotelling con corrección de Bonferonni. Los valores positivos indicaron una posición del diente más bucal, distal u oclusal, o con más rotación mesial, punta de la corona más distal o más torsión de la corona lingual que la posición del diente predicha. *P < 0,05.

Discusión

Las rugas palatinas tienen una configuración única en la adolescencia; Permanecen constantes durante el crecimiento, son auténticos marcadores de identificación personal y se consideran referencias anatómicas estables para la superposición del modelo maxilar 24,25,26,27. Dai et al. utilizaron este método para comparar el movimiento dentario logrado y predicho de los primeros molares maxilares e incisivos centrales con alineadores transparentes después de la extracción del primer premolar²⁸. El modelo de post-tratamiento alcanzado se registró a través del software Rapidform en el pre-tratamiento y en el modelo de post-tratamiento planificado. Informaron diferencias estadísticamente significativas entre los movimientos dentales previstos y los logrados. Los modelos pre y post-tratamiento se adquirieron de diferentes fuentes (impresiones de alginato y exploraciones intraorales). Las mediciones del movimiento de los dientes se expresaron dentro de un sistema de coordenadas utilizando el plano oclusal posterior como plano transversal y la sutura palatina como guía para la construcción de un plano sagital medio. Dado que los parámetros angulares y traslacionales de los respectivos primeros molares maxilares e incisivos centrales superiores se proyectaron sobre estos planos, es difícil comparar sus resultados con investigaciones que utilizan diferentes sistemas de coordenadas (por ejemplo, un origen de coordenadas basado en el centro de resistencia aproximado de un diente)17,18,19,20,21.

El estudio se limitó al arco maxilar para que el paladar y sus rugas pudieran ser utilizados para registrar los modelos predichos y alcanzados. Anteriormente, el registro del modelo se ha realizado utilizando dientes posteriores no tratados o supuestamente estables 16,17,18,19, algoritmos de mejor ajuste ^20,21, minitornillos^26,27, tori²⁹, implantes³⁰, la base craneal³¹ u otras estructuras óseas³². En uno de los pocos estudios previos que utilizaron la superposición palatina para evaluar la eficacia de los alineadores transparentes, Dai et al. compararon los movimientos dentales logrados y previstos de los primeros molares maxilares y los incisivos centrales en los casos de extracción²⁸, aunque no informaron diferencias individuales en la posición y orientación de los dientes con los seis grados de libertad utilizados en este y otros estudios^{20, Artículo 21}.

Los dientes anteriores no se incluyeron en este protocolo porque las formas de sus coronas clínicas eran demasiado difíciles de orientar dentro del sistema de coordenadas mundiales utilizado por CloudCompare para expresar sus transformaciones. Sin embargo, los premolares y molares tenían suficientes puntos de referencia oclusales y regularidad de la superficie facial para permitir que la superficie oclusal, el eje largo y el cuadro delimitador de cada diente tratado se orientaran hacia el origen del software y las coordenadas del mundo.

El uso de una matriz de transformación para proporcionar la información traslacional y rotacional que describe el movimiento de los dientes durante el registro requiere el cumplimiento de convenciones específicas. CloudCompare emplea la convención de Tait-Bryan, en la que primero se adopta una secuencia de rotación del eje ZYX, seguida de las traducciones 3D del mundo cero necesarias para completar la coincidencia. Como los ángulos reportados en este estudio reflejan la convención de Tait-Bryan³³, los estudios que utilizan diferentes convenciones producirían resultados diferentes. La alineación del diente postratamiento con el origen y las coordenadas del mundo garantizó que las mediciones indicaran la traslación desde la posición original del diente y las direcciones determinadas por la anatomía de la superficie específica de cada diente.

En general, nuestros resultados mostraron que la rotación y el torque de la posición del diente lograda fueron estadística y clínicamente significativamente diferentes de las predicciones, con más rotación mesial y torque bucal después del tratamiento con alineadores transparentes. Mientras que el movimiento de rotación en los primeros molares maxilares fue relativamente exitoso, la desrotación en los primeros y segundos premolares fue más problemática, lo que sugiere que la morfología de las coronas de los premolares podría contribuir a esta diferencia. Estos hallazgos son similares a un estudio reciente realizado por Al-Nadawia et al., quienes encontraron que la precisión de los movimientos de los dientes posteriores con un protocolo de 7 días no es tan precisa como el protocolo de 14 días para la intrusión, la intrusión distal, la punta de la corona distal y el torque de la corona bucal³⁴. Con el fin de determinar si la precisión de Invisalign había mejorado con la nueva tecnología, Haouili et al. actualizaron el estudio pionero de Kravitz et al.¹⁷ y también encontraron la menor precisión general con la rotación, particularmente desafiante para caninos, premolares y molares ²¹.

Los datos de traducción no mostraron diferencias estadísticamente significativas para las tres direcciones, de acuerdo con estudios previos. Simon et al. encontraron que la distalización de los molares superiores era el movimiento más eficazmente predicho¹⁸. Se observó una diferencia de predicción no estadística pero clínicamente significativa para el movimiento oclusal-gingival en los primeros molares en el presente estudio, que tendía a estar ligeramente intruida en relación con sus posiciones predichas. Haouili et al. también indicaron que, aunque la extrusión de los incisivos maxilares mejoró con el uso de aditamentos de extrusión optimizados, la extrusión de los molares maxilares y mandibulares tuvo la menor precisión²¹.

En el presente estudio, los movimientos de los dientes con aditamentos no fueron diferentes de los dientes sin aditamentos para lograr los movimientos dentales deseados. Los movimientos de los dientes con fijación optimizada parecían ser ligeramente imprecisos con el movimiento de rotación. Aunque los dientes con fijación optimizada mostraron un movimiento de los dientes de torsión más preciso en comparación con los accesorios convencionales o sin accesorios, los movimientos generales de los dientes de torsión fueron un desafío. Kravitz et al. afirmaron que las aditamentaciones pueden proporcionar mejoras clínicas mínimas con los movimientos de rotación en comparación con la ausencia de aditamentaciones; sin embargo, no con significación estadística¹⁶. Por otro lado, Simon et al. encontraron que las aditamentaciones son significativamente beneficiosas al desrotar los premolares¹⁸. Cortona et al. también abordaron con un estudio finito que la forma más eficiente de desrotar los dientes mandibulares de forma redonda era agregar una sola unión con un 1,2° de activación del alineador³⁵. Nucera et al. revisaron sistemáticamente los efectos de las aditamentaciones compuestas en la terapia con alineadores transparentes y describieron los resultados contradictorios en la literatura actual³⁶. La falta de evidencia justifica la realización de más ensayos clínicos para aclarar la influencia de los aditamentos y su número, tamaño, forma y posición en cada movimiento de ortodoncia.

En general, Invisalign logró la mayoría de los movimientos de los dientes posteriores previstos en adolescentes y adultos con maloclusiones leves a moderadas. Específicamente, la desrotación prevista de los premolares maxilares, y especialmente del primer premolar, fue más desafiante. Todos los dientes posteriores maxilares tendían a torcerse bucalmente sin un control adecuado del torque. Cuanto más distalmente esté posicionado el diente, más impredecible será el resultado. Con o sin archivos adjuntos o diferentes tipos de archivos adjuntos no pareció hacer ninguna diferencia en la predicción. Por lo general, se necesitarían refinamientos adicionales o sobrecorrecciones para lograr todas las predicciones. Las comparaciones de los modelos digitales predichos por Invisalign con los clínicamente logrados en el arco maxilar pueden beneficiarse del registro del modelo utilizando características palatinas y dentales, la segmentación de dientes individuales y las transformaciones matemáticas utilizadas para hacerlas coincidir.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
CloudCompare	Software GPL	Versión 2.11	software de código abierto (https://www.cloudcompare.net/)
Software Meshmixer	Autodesk, Inc.
Rinoceronte 5.0	Robert McNeel & Asociados	Versión 5.0