Une approche d’élément fini pour localiser le centre de résistance des dents maxillaires

C’est la première fois qu’un travail est fait qui présente un guide étape par étape sur la façon de comprendre le centre de la résistance. Et c’est vraiment important parce que toute recherche qui a l’intention de construire sur elle n’a pas à revenir maintenant à la planche à dessin, sorte de réinventer la roue à nouveau, puis aller de l’avant. Et il enlève une énorme quantité de fardeau à toute recherche qui a l’intention de construire sur ce concept de centre de résistance.

Cette méthode étape par étape permettra à la communauté scientifique d’obtenir un emplacement 3D du centre de masse pour une dent ou un ensemble de dents d’une manière normalisée. Cette technique peut être appliquée à la fois maxillaire ainsi que la dentition mandibulaire. Il serait intéressant d’appliquer ce concept à des mouvements dentaires complexes similaires avec assemblage multi-supports.

Pour la segmentation des dents et des os, chargez les fichiers DICOM bruts de l’image de tomographie calculée par faisceau de cône dans un logiciel d’imagerie médicale approprié, et recadrer l’image pour inclure seulement les dents et les os d’intérêt. Cliquez à droite sur l’onglet Masque, et créez un nouveau masque pour l’image. Cliquez sur l’outil Modification de tranches multiples et sélectionnez la vue axiale, coronale ou sagittale.

Mettez en évidence manuellement certaines des tranches au besoin et sélectionnez l’outil Interpolate pour remplir le volume des tranches sautées. Cliquez ensuite Appliquer, et cliquez à droite sur le masque pour générer le volume 3D pour la dent. Lorsqu’un volume 3D a été généré pour chaque dent d’intérêt, sélectionnez toutes les dents 3D et cliquez à droite pour sélectionner Lissage.

Pour segmenter les os, cliquez à droite sur l’onglet masque et créez un nouveau masque pour l’image. Pour combler les grands trous visibles dans le masque, cliquez sur l’outil Croissance de la région dynamique. Puis cliquez à droite sur le masque pour générer le volume 3D pour l’os.

Pour le nettoyage et le maillage des images, ouvrez un logiciel d’optimisation des données approprié et coller dans les objets 3D sélectionnés. Pour les dents dupliquées dans le groupe un, cliquez sur le module courbe et l’option Créer la courbe, et dessinez manuellement une courbe autour de la jonction de cementoenamel pour toutes les dents dupliquées. Dupliquez les objets 3D du groupe un pour générer les objets pour le groupe deux, et dans la boîte object tree, cliquez sur Objet.

De la liste Surface, supprimez la surface de la couronne pour chaque objet du groupe deux, et cliquez sur Module de conception et Creux pour appliquer les paramètres souhaités. Dans le groupe un, à partir de la boîte de l’arbre objet, cliquez sur Objet et supprimez la surface de racine pour chaque groupe d’un objet. Sélectionnez l’option Fill Hole Normal et cliquez sur ajouter le contour et appliquer.

Tout l’espace sera rempli. Sélectionnez le module de conception et le offset local, et sélectionnez toute la surface de la couronne. Vérifiez la conception et les options de distance offset et de distance décroissante, et cliquez sur Appliquer.

Dans le module Remesh, créez l’assemblage non multiple, l’entité principale et Maxilla à partir de l’arbre objet et sélectionnez l’entité qui se croise pour tous les objets. Ensuite, divisez l’assemblage non multiple. Divisez l’assemblage non multiple deux fois de plus à l’aide d’une entité qui se croise comme tous les objets du groupe un et tous les objets du groupe deux et cliquez sur Appliquer après chaque fractionnement.

Cliquez sur Remesh adaptatif et sélectionnez toutes les entités qui se croisent et cliquez sur Appliquer. Cliquez ensuite sur Split Non-Manifold Assembly. Cliquez sur Créer un assemblage non multiple, une entité principale et un objet individuel à partir du groupe deux de l’arbre objet et sélectionnez Entité de croisement et sélectionnez Objet respectif correspondant au type de dent.

Cliquez sur Remesh adaptatif et sélectionnez l’entité qui se croise. Cliquez ensuite sur Créer l’assemblage non-collecteur. Pour générer une largeur uniforme de 0,2 millimètre du ligament parodontal en utilisant la technique non-multiple, il est essentiel de suivre le même ordre pour les entités principales et se croisant comme démontré.

Lorsque chaque dent a été traitée comme démontré, cliquez sur Créer la maille de volume et sélectionnez les paramètres de maille. Dans Abacus, cliquez sur Fichier et Exécuter script et sélectionnez Model_setup_Part1.py. Cliquez sur Simulation, Pièces, Maxillaire et Surfaces.

Entrez le nom de surface et sélectionnez sous Sélectionnez la région de la Surface, sélectionnez Par angle et définissez 15 comme angle. Cliquez sur Simulation et Pièces et sélectionnez UL1 et Surfaces. Nommez la surface UL1.

Sous Sélectionnez la région de la Surface, sélectionnez individuellement, sélectionnez la dent à l’écran et cliquez sur Done. Lorsque toutes les surfaces dentaires ont été traitées, cliquez sur Modèles, Simulation et Pièces et sélectionnez UL1_PDL et Surfaces. Nommez la surface UL1_PDL_Inner.

Sous Sélectionnez la Région de la Surface, sélectionnez Par angle et entrez 15 comme angle. Sélectionnez UL1_PDL surfaces et nommez la surface UL1_PDL_Outer. Sous Sélectionnez la Région de la Surface, sélectionnez Par angle et définissez 15 comme angle.

Lorsque tous les ligaments parodontaux ont été traités, cliquez sur Fichier et Exécuter script et sélectionnez Model_setup_Part2.py. Cliquez sur Simulation et BCs. Entrez BC All pour le nom et définissez l’étape comme initiale.

Cliquez sur Simulation, Assemblage, Ensembles et nommez l’ensemble U1_y_force. Sélectionnez un nœud au centre de la couronne sur la surface de boucle de l’incisive centrale supérieure et sélectionnez les nœuds pour l’ensemble, sélectionnez individuellement. Cliquez ensuite sur Ensembles et Créez Set et nommez l’ensemble U1_z_force.

Pour configurer le modèle, cliquez sur Fichier et Exécuter script et sélectionnez Model_setup_Part3.py. Cliquez ensuite sur Fichier et Exécuter script et sélectionnez Functions.py. Pour traiter le modèle, cliquez sur Fichier et Exécuter script et sélectionnez Job_submission.py.

Dans la boîte suppress all dialog, entrez sur les côtés des dents en fonction des contraintes et cliquez sur Ok. Dans la boîte de dialogue de soumission d’emploi, entrez Y pour exécuter l’analyse de la dent ou des dents spécifiées et cliquez sur Ok. Ensuite, dans la boîte de dialogue Directions for Analysis, entrez Y pour spécifier l’application de force et cliquez sur Ok.

Pour estimer le centre de résistance, sélectionnez Fichier, Script exécuté et Bulk_process.py. Dans la boîte de dialogue Analyze Multiple Jobs, entrez Y pour la dent ou les dents spécifiées et cliquez sur Ok. Dans la boîte de dialogue Directions for Analysis, entrez Y pour l’application de force spécifique et cliquez sur Ok.

Dans la boîte de dialogue Get Input, entrez le numéro de dent spécifique tel qu’il est décrit dans les instances nommées et cliquez sur Ok. Vérifiez ensuite les coordonnées de la Force à propos du point et de l’emplacement estimé dans la boîte de commandement. Pour vérifier la segmentation et la mise en évidence manuelle comme démontré, une première molaire maxillaire a été extraite d’un crâne sec et une image calculée de tomographie de faisceau de cône a été prise.

Meshing a ensuite été exécuté. Aucune différence significative dans les mesures linéaires et volumétriques effectuées sur le modèle d’élément fini de la dent et de la dent réelle mesurée en laboratoire n’a été observée. Pour vérifier la validité de l’algorithme défini par l’utilisateur pour déterminer le centre de résistance d’un objet, un modèle simplifié d’un faisceau enfermé dans une gaine peut être utilisé dans les premières étapes de la création du script.

En suivant l’algorithme défini et ses calculs, le centre de résistance du faisceau modèle peut être prédit. Ici, les propriétés matérielles attribuées aux structures peuvent être observées. Les différences dans la modélisation des propriétés matérielles du ligament parodontal et de l’os peuvent affecter l’emplacement final du centre de résistance d’une dent.

Pour normaliser les vecteurs de force et localiser la position du centre de résistance, un système de coordonnées cartésiens peut être construit par les orientations X, Y et Z comme indiqué. Le point R spécifique pour chaque dent est défini comme le centre géométrique sur la surface de la boucle de la couronne et est choisi pour se rapprocher de l’endroit le plus proche où un opérateur peut placer un support pour appliquer des forces orthodontiques. Dans cette analyse représentative, les emplacements du centre de résistance obtenus le long de la coordonnée X lorsqu’un système de force a été appliqué le long des coordonnées Y et Z étaient différents, mais les différences moyennes étaient faibles.

Les analyses d’éléments finis peuvent être très fastidieuses pour les nouveaux utilisateurs. Prenez soin d’être patient et méthodique les premières fois que vous effectuez les étapes de pré-traitement. Cette recherche est donc une recherche fondamentale.

Certaines des applications de ceci peuvent être prévoir le mouvement de dent, qui est très, très crucial pour des compagnies qui travaillent dans le domaine des gouttières. Il peut être utilisé pour comprendre le centre de résistance de nombreuses dents, segments de dents, et cetera, les effets secondaires qui sont générés pendant le mouvement des dents, et très, très important peut-être pour comprendre comment accélérer le mouvement des dents.