In 1999 werden digitaal vervaardigde verwijderbare orthodontische apparaten commercieel beschikbaar gesteld door Align (Align Technology Inc., Tempe, AZ). Oorspronkelijk was dit systeem ontworpen om niet-groeiende gevallen met milde tot matige drukte op te lossen of om kleine ruimtes te sluiten als een esthetisch alternatief voor traditionele vaste randgewijze apparaten. Met tientallen jaren van verbeteringen op het gebied van computerondersteund ontwerp en fabricage (CAD/CAM), tandheelkundige materialen en behandelplanning, is clear aligner-therapie (CAT) sindsdien gebruikt om wereldwijd meer dan 10 miljoen patiënten met verschillende malocclusies tebehandelen1. Een recente retrospectieve studie suggereerde dat CAT net zo effectief is als therapie met vaste apparaten voor de tienerpopulatie met milde malocclusies, met significant verbeterde resultaten op het gebied van tanduitlijning, occlusale relaties en overjet2. Het aantal afspraken, spoedbezoeken en de totale behandeltijd hadden ook betere resultaten voor patiënten met clear aligner-therapie. Hoewel CAT kan worden gebruikt voor de behandeling van niet-extractie, milde tot matige malocclusies bij niet-groeiende patiënten 3,4, en voor het verkorten van de behandelingsduur en de stoeltijd5, blijft het onduidelijk of de behandeling even effectief is als de gouden standaard van conventionele labiale beugels 4,6,7,8,9, vooral voor anteroposterieure en verticale correctie10.
ClinCheck is een softwareplatform ontwikkeld door Align om clinici te voorzien van virtuele driedimensionale (3D) simulaties van toekomstige tandbewegingen. Het houdt zich voornamelijk bezig met de initiële status van de patiënt en het voorgeschreven behandelplan van de arts, maar kan ook een visueel communicatiemiddel voor de patiënt zijn. Elke mismatch tussen de voorspelde en behaalde resultaten kan een tussentijdse correctie, verfijning of conversie naar therapie met vaste apparaten vereisen. Bijgevolg heeft de betrouwbaarheid van softwarevoorspellingen steeds meer aandacht getrokken van onderzoekers. Sinds de systematische review van Lagravere en Flores-Mir gepubliceerd in 200511, is onderzoek naar de concordantie tussen voorspelde modellen en modellen na de behandeling op verschillende manieren gemeten, meetmethoden waaronder booglengte, afstand tussen honden, overbeet, overjet, middellijnafwijking12, de reductiescore van het American Board of Orthodontics objective grading system (ABO-OGS)13, bovenste en onderste interdentale breedte14, en metingen afgeleid van cone-beam computertomografie15.
Er zijn ook vergelijkingen gemaakt door 3D-modellen 16,17,18,19,20,21 over elkaar heen te leggen. Veel huidige softwareplatforms, zoals ToothMeasure (interne software ontwikkeld door Align Technology), kunnen bijvoorbeeld reproduceerbaar twee digitale modellen over elkaar heen leggen met behulp van door de gebruiker geselecteerde referentiepunten op onbehandelde tanden, palatinale rugae of tandheelkundige implantaten. Aangezien de voorspelde en bereikte modellen meestal geen rekening houden met de palatinale oppervlakken, hebben veel eerdere studies 15,16,17,18 de onbehandelde achterste tanden gebruikt als referentie voor superpositie, inclusief de mogelijkheid om fouten toe te voegen als gevolg van de relatieve bewegingen van deze tanden. Deze onderzoeken zijn beperkt tot de voorste delen van de boog in relatief eenvoudige gevallen met afstand of milde tot matige verdringing.
Grünheid et al. gebruikten wiskundige superpositie om de discrepanties tussen virtuele behandelplannen en werkelijke behandelresultaten te kwantificeren om de nauwkeurigheid van CAT met volledige gebitsprothese zonder stabiele anatomische structuren in digitale modellen te evalueren20. Haouili et al. gebruikten dezelfde methode in een best-fit algoritme binnen de Compare-software om een prospectief vervolgonderzoek uit te voeren naar de werkzaamheid van tandbeweging met CAT21. Het doel was om een update te geven over de nauwkeurigheid van opkomende technologie, d.w.z. SmartForce, SmartTrack-alignermaterialen en digitale scans. Hun bevindingen van een verbeterde algehele nauwkeurigheid van 41%17 naar 50%21 waren bemoedigend, maar doen niets af aan de mogelijkheid dat sommige tandbewegingen nog steeds niet naar tevredenheid haalbaar zijn met het clear aligner-systeem.
Wanneer digitale modellen worden voorspeld en bereikt, bevatten ze een gemeenschappelijke 3D-referentie die onafhankelijk is van het gebit, zoals palatinale rugae, tandheelkundige implantaten of tori; Ze kunnen mede worden geregistreerd binnen het coördinatensysteem van veel geschikte softwareplatforms. Als een tand van belang vervolgens van de ene wordt gesegmenteerd en wiskundig wordt getransformeerd om overeen te komen met de verplaatste versie in de andere, bevat de transformatiematrix de volledige informatie die nodig is om de volledige 3D-transpositie te beschrijven. De inhoud ervan kan worden uitgedrukt in drie vertalingen en drie rotaties, beschreven door een formele conventie. Een voorbeeld is te vinden in de Invisalign ClinCheck Pro 3D-besturingssoftware, waar de numerieke parameters die de 3D-tandbewegingen aangeven die nodig zijn om tanden naar hun voorspelde posities te verplaatsen, worden weergegeven in een tandbewegingstabel.
Hoewel de initiële en definitieve (voorspelde) modellen van de planningssoftware een gemeenschappelijk coördinatensysteem delen dat door hetzelfde softwareplatform wordt geleverd, beperkt hun afwezigheid van gehemelte de mogelijkheid om samen te registreren met een ander digitaal gebitsmodel, tenzij ze een identiek gebit hebben. In deze context werd verondersteld dat de superpositie van software-voorspelde en (bereikte) modellen na de behandeling haalbaar zou zijn. Deze haalbaarheid vloeit voort uit de beschikbaarheid van twee paren: initieel en definitief (automatisch gesuperponeerd tijdens export vanuit planningssoftware) en nog een paar voorbehandelings- en gerealiseerde modellen (gesuperponeerd met behulp van palatinale rugae). Deze paren kunnen worden geregistreerd met behulp van het voorbehandelingsgebit als referentie om ze af te stemmen op het Invisalign-initiële model. Vervolgens kon de segmentatie van individuele tanden worden uitgevoerd om verschillen in hun posities en oriëntaties te beoordelen. Deze beoordeling omvat het transponeren van tanden tussen de modellen, en de transformatiematrices zouden een numerieke kwantificering van de translaties en heroriëntaties mogelijk maken.
In dit protocol werd een benadering geïntroduceerd om de effectiviteit van CAT te evalueren bij het aanpakken van milde tot matige malocclusies bij zowel adolescenten als volwassenen, specifiek gericht op de maxillaire achterste tanden. De nulhypothese was dat er geen verschil was tussen de bereikte en de door planningssoftware voorspelde tandpositie in de maxillaire achterste tanden na de eerste serie clear aligners.