Cette étude décrit les outils nécessaires pour utiliser des images patientes à base de faisceau de cônes tridimensionnels à faible dose des dents maxillaires et maxillaires pour obtenir des modèles d’éléments finis. Ces modèles de patients sont ensuite utilisés pour localiser avec précision leC RES de toutes les dents maxillaires.
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Article de méthode
Une approche d’élément fini pour localiser le centre de résistance des dents maxillaires
Dans cet article
Résumé
Résumé
Le centre de résistance (CRES) est considéré comme le point de référence fondamental pour le mouvement prévisible des dents. Les méthodes utilisées pour estimer leC RES des dents vont des mesures radiographiques et physiques traditionnelles à l’analyse in vitro sur des modèles ou des spécimens de cadavre. Les techniques impliquant l’analyse d’éléments finis des balayages micro-CT à haute dose des modèles et des dents simples ont montré beaucoup de promesses, mais peu a été fait avec des images plus récentes, à faible dose, et à basse résolution de faisceau de cône calculée (CBCT) images. En outre, leC RES pour seulement quelques dents sélectionnées (c.-à-d. l’incisive centrale maxillaire, le canin et la première molaire) ont été décrits ; les autres ont été largement ignorés. Il est également nécessaire de décrire la méthodologie de détermination duSIF C en détail, afin qu’il devienne facile à reproduire et à construire.
Cette étude a utilisé des images de patients de routine de LACC pour développer des outils et un flux de travail pour obtenir des modèles d’éléments finis pour localiser leC RES des dents maxillaires. Les images du volume de la CBCT ont été manipulées pour extraire des structures biologiques tridimensionnelles (3D) pertinentes pour déterminer leSIF C des dents maxillaires par segmentation. Les objets segmentés ont été nettoyés et convertis en un maillage virtuel composé de triangles tétraèdre (tet4) ayant une longueur maximale de bord de 1 mm avec un logiciel 3matique. Les modèles ont été convertis en un maillage volumetrique solide de tétraèdres avec une longueur maximale de bord de 1 mm pour une utilisation dans l’analyse d’élément fini. Le logiciel d’ingénierie, Abaqus, a été utilisé pour prétraiter les modèles pour créer un assemblage et définir les propriétés matérielles, les conditions d’interaction, les conditions de limite et les applications de charge. Les charges, lorsqu’elles sont analysées, ont simulé les contraintes et les contraintes sur le système, aidant à localiser le CRES. Cette étude est la première étape dans la prédiction précise du mouvement des dents.
Introduction
Le centre de résistance (CRES)d’une dent ou d’un segment de dents est analogue au centre de masse d’un corps libre. C’est un terme emprunté au domaine de la mécanique des corps rigides. Lorsqu’une seule force est appliquée au CRES,la traduction de la dent dans la direction de la ligne d’action de la force se produit1,2. La position duC RES dépend non seulement de l’anatomie et des propriétés de la dent, mais aussi de son environnement (p. ex., ligament parodontal, os environnant, dents adjacentes). La dent est un corps retenu, ce qui rend sonC RES similaire au centre....
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Protocole
Une exemption de la commission d’examen institutionnelle a été obtenue pour l’évaluation des volumes de la SRCT archivés dans la Division de radiologie orale et maxillo-faciale (CISR no 17-071S-2).
1. Sélection et critères de volume
- Acquérir une image CBCT de la tête et le visage16.
- Examinez l’image pour l’alignement des dents, les dents manquantes, la taille du voxel, le champ de vision et la qualité globale de l’image.
- Assurez-vous que la taille du voxel n’est pas supérieure à 350 m (0,35 mm).
2. Segmentation des dents et des os
- Chargez les f....
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Résultats
Afin de vérifier la segmentation et la description manuelle décrite dans la section Procédures (étape 2), une première molaire maxillaire a été extraite d’un crâne sec, et une image de CBCT a été prise. Le logiciel de traitement et d’édition d’images Mimics a été utilisé pour décrire manuellement la dent telle que décrite à l’étape 2. Par la suite, le maillage a été effectué, les modèles segmentés ont été nettoyés avec des logiciels 3matiques, et ils ont été importés à Abaqus pour analyse.......
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Discussion
Cette étude montre un ensemble d’outils pour établir un flux de travail cohérent pour l’analyse des éléments finis (FEA) de modèles de dents maxillaires dérivées d’images DE CBCT de patients pour déterminer leurC RES. Pour le clinicien, une carte claire et directe duC RES des dents maxillaires serait un outil clinique inestimable pour planifier les mouvements des dents et prévoir les effets secondaires. La méthode d’élément fini (FEM) a été introduite dans la recherche biomécanique dentaire en 1973<.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Les auteurs souhaitent souligner le prix de la Fondation Charles Burstone pour son soutien au projet.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 3-matic software | Materialise, Louvain, Belgique. | Nettoyage et maillage du | |
| logiciel Abaqus/CAE, version 2017 | Dassault Systè ; mes Simulia Corp., Johnston, RI, États-Unis. | Logiciel d’analyse par éléments finis | |
| Mimics, version 17.0 | Materialise, Louvain, Belgique. | Segmentation des dents et de l’os |
Références
- Smith, R. J., Burstone, C. J. Mechanics of tooth movement. American Journal of Orthodontics. 85 (4), 294-307 (1984).
- Christiansen, R. L., Burstone, C. J. Centers of rotation within the periodontal space. American Journal of Orthodontics. 55 (4), 353-369 (1969).
- T....
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Réimpressions et autorisations
