Nel 1999, gli apparecchi ortodontici rimovibili fabbricati digitalmente sono stati resi disponibili in commercio da Align (Align Technology Inc., Tempe, AZ). Originariamente, questo sistema è stato progettato per risolvere casi di non crescita con affollamento da lieve a moderato o spazi ristretti come alternativa estetica ai tradizionali apparecchi fissi a spigolo. Grazie a decenni di miglioramenti nella progettazione e produzione assistita da computer (CAD/CAM), nei materiali dentali e nella pianificazione del trattamento, la terapia con allineatori trasparenti (TAC) è stata utilizzata per trattare oltre 10 milioni di pazienti con varie malocclusioni in tutto il mondo1. Un recente studio retrospettivo ha suggerito che la CAT è efficace quanto la terapia con apparecchi fissi per la popolazione adolescenziale con lievi malocclusioni, con risultati significativamente migliorati nell'allineamento dei denti, nelle relazioni occlusali e nell'overjet2. Anche il numero di appuntamenti, le visite di emergenza e il tempo complessivo di trattamento hanno avuto risultati migliori per i pazienti in terapia con allineatori trasparenti. Sebbene la CAT possa essere utilizzata per trattare le malocclusioni da lievi a moderate non estrattive in pazienti non in crescita 3,4 e ridurre la durata del trattamento e il tempo alla poltrona5, non è chiaro se il trattamento sia efficace quanto il gold standard degli apparecchi labiali convenzionali 4,6,7,8,9, in particolare per la correzione anteroposteriore e verticale10.
ClinCheck è una piattaforma software sviluppata da Align per fornire ai medici simulazioni tridimensionali virtuali (3D) dei movimenti futuri dei denti. Principalmente interessato allo stato iniziale del paziente e al piano di trattamento prescritto dal medico, può anche essere uno strumento di comunicazione visiva per il paziente. Qualsiasi discrepanza tra i risultati previsti e quelli raggiunti può richiedere una correzione, un perfezionamento o una conversione a metà corso in terapia con apparecchio fisso. Di conseguenza, l'affidabilità delle previsioni del software ha attirato una crescente attenzione da parte degli investigatori. Dalla revisione sistematica di Lagravere e Flores-Mir pubblicata nel 200511, le indagini sulla concordanza tra i modelli previsti e i modelli post-trattamento sono state misurate in modi diversi, metodi di misurazione tra cui la lunghezza dell'arcata, la distanza intercanina, l'overbite, l'overjet, la deviazione della linea mediana12, il punteggio di riduzione del sistema di classificazione oggettiva dell'American Board of Orthodontics (ABO-OGS)13, la larghezza interdentale superiore e inferiore14e misure derivate dalla tomografia computerizzata a fascio conico15.
I confronti sono stati effettuati anche sovrapponendo i modelli 3D 16,17,18,19,20,21. Ad esempio, molte piattaforme software attuali, come ToothMeasure (software interno sviluppato da Align Technology), possono sovrapporre in modo riproducibile due modelli digitali utilizzando punti di riferimento selezionati dall'utente su denti non trattati, rughe palatali o impianti dentali. Poiché i modelli previsti e ottenuti di solito non includono le superfici palatali, molti studi precedenti 15,16,17,18 hanno utilizzato i denti posteriori non trattati come riferimento per la sovrapposizione, inclusa la possibilità di aggiungere errori dovuti ai movimenti relativi di questi denti. Questi studi sono stati limitati alle regioni anteriori dell'arcata in casi relativamente semplici con spaziatura o affollamento da lieve a moderato.
Grünheid et al. hanno utilizzato la sovrapposizione matematica per quantificare le discrepanze tra i piani di trattamento virtuali e i risultati effettivi del trattamento per valutare l'accuratezza della TAC a denti completi senza strutture anatomiche stabili nei modelli digitali20. Haouili et al. hanno utilizzato lo stesso metodo in un algoritmo best-fit all'interno del software Compare per condurre uno studio prospettico di follow-up sull'efficacia del movimento dei denti con CAT21. L'obiettivo era quello di fornire un aggiornamento sull'accuratezza associata alla tecnologia emergente, ovvero SmartForce, materiali per allineatori SmartTrack e scansioni digitali. I risultati di un miglioramento dell'accuratezza complessiva dal 41%17 al 50%21 sono stati incoraggianti, ma non negano la possibilità che alcuni movimenti dei denti non siano ancora realizzabili in modo soddisfacente con il sistema di allineatori trasparenti.
Una volta previsti e realizzati, i modelli digitali includono un riferimento 3D comune indipendente dalla dentatura, come le ruge palatali, gli impianti dentali o i tori; Possono essere co-registrati all'interno del sistema di coordinate di molte piattaforme software adatte. Se un dente di interesse viene poi segmentato da uno e trasformato matematicamente per far corrispondere la sua versione spostata nell'altro, la matrice di trasformazione contiene le informazioni complete necessarie per descrivere l'intera trasposizione 3D. Il suo contenuto può essere espresso come tre traduzioni e tre rotazioni descritte da una convenzione formale. Un esempio si trova nel software di controllo 3D Invisalign ClinCheck Pro, dove i parametri numerici che indicano i movimenti dei denti 3D necessari per spostare i denti nelle posizioni previste sono mostrati in una tabella dei movimenti dei denti.
Mentre i modelli iniziali e finali (previsti) del software di pianificazione condividono un sistema di coordinate comune fornito dalla stessa piattaforma software, la loro assenza di palati limita la possibilità di co-registrazione con qualsiasi altro modello di dentatura digitale a meno che non possiedano una dentatura identica. In questo contesto, è stato ipotizzato che la sovrapposizione di modelli previsionali e post-trattamento (raggiunti) sarebbe fattibile. Questa fattibilità deriva dalla disponibilità di due coppie: iniziale e finale (sovrapposte automaticamente durante l'esportazione dal software di pianificazione) e un'altra coppia di modelli di pre-trattamento e realizzati (sovrapposti utilizzando ruge palatali). Queste coppie possono essere registrate utilizzando la dentizione pre-trattamento come riferimento per allinearle con il modello iniziale di Invisalign. Successivamente, è stato possibile eseguire la segmentazione dei singoli denti per valutare le differenze nelle loro posizioni e orientazioni. Questa valutazione comporta la trasposizione dei denti tra i modelli e le matrici di trasformazione consentirebbero una quantificazione numerica delle traslazioni e dei riorientamenti.
In questo protocollo, è stato introdotto un approccio per valutare l'efficacia della CAT nell'affrontare le malocclusioni da lievi a moderate sia negli adolescenti che negli adulti, concentrandosi in particolare sui denti posteriori mascellari. L'ipotesi nulla era che non ci fosse alcuna differenza tra la posizione dei denti nei denti posteriori mascellari ottenuta e quella prevista dal software di pianificazione dopo la prima serie di allineatori trasparenti.