Questo studio delinea gli strumenti necessari per l'utilizzo di immagini paziente a base di fascio tridimensionale a basso dosaggio della mascella e dei denti mascellari per ottenere modelli di elementi finiti. Questi modelli di pazienti vengono quindi utilizzati per localizzare con precisione ilRES C di tutti i denti mascellari.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Un approccio a elementi finiti per localizzare il centro di resistenza dei denti mascellari
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il centro di resistenza (CRES) è considerato il punto di riferimento fondamentale per il movimento prevedibile dei denti. I metodi utilizzati per stimare ilRES C dei denti vanno dalle tradizionali misurazioni radiografiche e fisiche all'analisi in vitro su modelli o campioni di cadaveri. Le tecniche che prevedono l'analisi finita degli elementi di scansioni micro-CT ad alta dose di modelli e denti singoli hanno mostrato un sacco di promesse, ma poco è stato fatto con immagini più recenti, a basso dosaggio e a bassa risoluzione della tomografia computerizzata a fascio di cono (CBCT). Inoltre, ilRES C solo per pochi denti selezionati (cioè, incisivo centrale mascellare, canino, e primo molare) sono stati descritti; il resto sono stati in gran parte ignorati. È inoltre necessario descrivere la metodologia per determinare ilRES C in dettaglio, in modo che diventi facile da replicare e basarsi.
Questo studio ha utilizzato immagini di routine del paziente CBCT per lo sviluppo di strumenti e un flusso di lavoro per ottenere modelli di elementi finiti per l'individuazione delRES C dei denti mascellari. Le immagini del volume CBCT sono state manipolate per estrarre strutture biologiche tridimensionali (3D) rilevanti nel determinare ilRES C dei denti mascellari per segmentazione. Gli oggetti segmentati sono stati puliti e convertiti in una mesh virtuale costituita da triangoli tetraedrici (tet4) con una lunghezza massima del bordo di 1 mm con software 3matico. I modelli sono stati ulteriormente convertiti in una solida rete volumetrica di tetraedri con una lunghezza massima del bordo di 1 mm per l'uso nell'analisi degli elementi finiti. Il software di progettazione, Abaqus, è stato utilizzato per pre-elaborare i modelli per creare un assieme e impostare le proprietà del materiale, le condizioni di interazione, le condizioni di contorno e caricare le applicazioni. I carichi, una volta analizzati, simulavano le sollecitazioni e le sollecitazioni del sistema, aiutando ad individuare il CRES. Questo studio è il primo passo nella previsione accurata del movimento dei denti.
Introduzione
Il centro di resistenza (CRES) di un dente o di un segmento di denti è analogo al centro di massa di un corpo libero. È un termine preso in prestito dal campo della meccanica dei corpi rigidi. Quando viene applicata una singola forza alRESC , la traslazione del dente nella direzione della linea d'azione della forza avviene1,2. La posizione delRES C dipende non solo dall'anatomia e dalle proprietà del dente, ma anche dal suo ambiente (ad esempio, legamento parodontale, osso circostante, denti adiacenti). Il dente è un corpo sobrio, rendendo il suo CRES simile al centr....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
È stata ottenuta un'esenzione dal comitato di revisione istituzionale per la valutazione dei volumi CBCT archiviati nella Divisione di radiologia orale e maxillo-facciale (IRB n. 17-071S-2).
1. Selezione del volume e criteri
- Acquisire un'immagine CBCT della testa e del viso16.
- Esaminare l'immagine per l'allineamento dei denti, i denti mancanti, le dimensioni voxel, il campo visivo e la qualità complessiva dell'immagine.
- Assicurarsi che la dimensione del voxel non sia superiore a 350 m (0,35 mm).
2. Segmentazione dei denti e dell'osso
- Caricare i....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
Al fine di verificare la segmentazione e la struttura manuale come descritto nella sezione Procedure (passaggio 2), un primo molare mascellare è stato estratto da un cranio asciutto ed è stata scattata un'immagine CBCT. Il software di elaborazione e modifica delle immagini Mimics è stato utilizzato per delineare manualmente il dente come descritto nel passaggio 2. Successivamente, è stata eseguita la meshing, i modelli segmentati sono stati puliti con software 3matico e sono stati importa.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
Questo studio mostra una serie di strumenti per stabilire un flusso di lavoro coerente per l'analisi degli elementi finiti (FEA) dei modelli di denti mascellari derivati dalle immagini CBCT dei pazienti per determinare il loro CRES. Per il medico, una mappa chiara e diretta delRES C dei denti mascellare sarebbe uno strumento clinico inestimabile per pianificare i movimenti dei denti e prevedere gli effetti collaterali. Il metodo degli elementi finiti (FEM) è stato introdotto nella ricerca biomeccani.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano riconoscere il Charles Burstone Foundation Award per il sostegno al progetto.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Software 3-matic | Materialise, Lovanio, Belgio. | per la pulizia e la meshing | |
| , versione 2017 | Dassault Systè mes Simulia Corp., Johnston, RI, Stati Uniti. | l'analisi degli elementi finiti | |
| Mimics, versione 17.0 | Materialise, Lovanio, Belgio. | Segmentazione dei denti e dell'osso |
Riferimenti
- 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....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
