Bu çalışma, sonlu eleman modelleri elde etmek için maksilla ve maksiller dişlerin düşük doz üç boyutlu koni ışın tabanlı hasta görüntülerini kullanmak için gerekli araçları özetlerir. Bu hasta modelleri daha sonra doğru tüm maksiller dişlerin CRES bulmak için kullanılır.
Direnç merkezi (CRES)öngörülebilir diş hareketi için temel referans noktası olarak kabul edilir. Dişlerin CRES’ini tahmin etmek için kullanılan yöntemler, geleneksel radyografik ve fiziksel ölçümlerden modeller de veya kadavra örnekleri üzerinde in vitro analizine kadar değişmektedir. Modellerin ve tek dişlerin yüksek doz mikro-CT taramalarının sonlu eleman analizini içeren teknikler çok fazla umut vaat etmiştir, ancak daha yeni, düşük dozlu ve düşük çözünürlüklü koni ışını bilgisayarlı tomografi (CBCT) görüntüleri ile çok az şey yapılmıştır. Ayrıca, sadece birkaç seçilmiş dişler için CRES (yani, maksiller merkezi kesici diş, köpek ve ilk azı dişleri) tanımlanmıştır; geri kalanı büyük ölçüde göz ardı edilmiştir. CRES’i ayrıntılı olarak belirleme metodolojisini açıklamak da gerekir, böylece çoğaltılması ve üzerine inşa etmek kolaylaşır.
Bu çalışmada, maksiller dişlerin CRES’ini bulmak için sonlu eleman modelleri elde etmek için aletler ve iş akışı geliştirmek için rutin CBCT hasta görüntüleri kullanılmıştır. CBCT hacim görüntüleri segmentasyon ile maksiller dişlerin CRES belirlenmesinde ilgili üç boyutlu (3D) biyolojik yapıları ayıklamak için manipüle edildi. Parçalı nesneler temizlendi ve 3matic yazılım ile maksimum kenar uzunluğu 1 mm olan dört yüzlü (tet4) üçgenler oluşan sanal bir örgü dönüştürüldü. Modeller, sonlu elemanlar analizinde kullanılmak üzere maksimum kenar uzunluğu 1 mm olan katı hacimsel bir dörtyüzlü örgüye dönüştürüldü. Mühendislik yazılımı, Abaqus, bir derleme oluşturmak ve malzeme özellikleri, etkileşim koşulları, sınır koşulları ve yükleme uygulamaları ayarlamak için modelleri önişlemek için kullanılmıştır. Yükler, analiz edildiğinde, cRESyerini yardımcı, sistem üzerinde stres ve suşları simüle . Bu çalışma diş hareketinin doğru tahmin ilk adımıdır.
Bir dişin veya diş segmentinin direnç merkezi (CRES)serbest bir cinin kütle merkezine benzer. Katı cisimlerin mekaniği alanından ödünç alınan bir terimdir. CRES’detek bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin etki hattı yönünde dişin çevirisi1,2oluşur. CRES’in konumu sadece dişin anatomisine ve özelliklerine değil, aynı zamanda çevresine de bağlıdır (örn. periodontal ligament, çevreleyen kemik, komşu dişler). Diş, cRES’ini serbest bir bedenin kütle merkezine benzeterek ölçülü bir cisimdir. Cihazların manipülasyon, çoğu ortodontists bir diş veya diş bir grup CRES kuvvet vektör ü arasındaki ilişkiyi düşünün. Gerçekten de, bir cismin tek bir kuvvete gönderildiğinde devrilme veya bedensel hareket gösterip göstermeyeceği esas olarak cismin CRES’inin konumu ve kuvvet vektörü ile CRESarasındaki mesafe ile belirlenir. Bu doğru tahmin edilebilir, tedavi sonuçları büyük ölçüde iyileşmiş olacaktır. Böylece, CRES doğru bir tahmin büyük ölçüde ortodontik diş hareketinin verimliliğini artırabilir.
On yıllardır, ortodontik alan belirli bir diş, segment veya kemer1,2,3,4,5,6,7,,8,9,10,11,12CRES konumu ile ilgili araştırma revisiting olmuştur. Ancak, bu çalışmalar birçok yönden yaklaşımları sınırlı olmuştur. Çoğu çalışma, cres sadece birkaç diş için, çoğunluğu dışarıda bırakarak belirledik. Örneğin, maksiller santral kesici ve maksiller kesici parça oldukça kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiştir. Öte yandan, maksiller köpek ve ilk azı dişleri ve kalan dişler için hiçbiri üzerinde sadece birkaç çalışma vardır. Ayrıca, bu çalışmaların çoğu dişler için genel anatomik verilere dayalı CRES yerini belirledik, iki boyutlu ölçümler (2D) radyografiler, ve 2D çizimler üzerinde hesaplamalar8. Buna ek olarak, bazı mevcut literatür de jenerik modelleri veya insan verileri4,8yerine dentiform modellerin üç boyutlu (3D) taramaları kullanır. Ortodonti diş hareketini planlamak için 3D teknolojiye kayırken, diş hareketinin bilimsel bir 3Boyutlu anlayışını geliştirmek için bu kavramı yeniden gözden geçirmek çok önemlidir.
Hesaplama gücünün ve modelleme yeteneklerinin artmasıyla sonuçlanan teknolojik gelişmelerle, daha karmaşık modeller oluşturma ve inceleme becerisi artmıştır. Bilgisayarlı tomografi tarama ve koni-Kiriş bilgisayarlı tomografi (CBCT) tarama giriş 3D dünyadan itme modelleri ve hesaplamalar vardır. Bilgisayar gücü ve yazılım karmaşıklığı eşzamanlı artışlar araştırmacılar diş segmenti gelişmiş yazılım, kemik, periodontal ligament (PDL) ve çeşitli diğer yapılar7,8,9,,10,13,14,15kullanılmak üzere doğru anatomik modeller ayıklamak için 3D radyografi kullanmak için izin verdi. Bu parçalı yapılar, belirli bir kuvvet veya yer değiştirme uygulandığında bir sistemin yanıtını hesaplamak için mühendislik yazılımında kullanılmak üzere sanal bir kafese dönüştürülebilir.
Bu çalışma, canlı hastaların CBCT görüntülerinden elde edilen modellere uygulanan varsayımsal ortodontik kuvvet sistemlerini incelemek için kullanılabilen özel, çoğaltılabilir bir metodoloji önermektedir. Bu metodolojiyi kullanarak, araştırmacılar daha sonra çeşitli dişlerin CRES tahmin ve diş anatomisi, kök sayısı ve 3D alanda bunların yönelimi, kitle dağılımı ve periodontal ekleri yapısı gibi diş yapılarının biyolojik morfolojisi dikkate alabilir. Bu işlemin genel bir anahat Şekil 1gösterilir. Bu, cRESbulmak için 3D diş modellerinin üretimi dahil mantıksal süreç okuyucu yönlendirmek için.
Bu çalışma, hastaların CRES’lerinibelirlemek için hastaların CBCT görüntülerinden elde edilen maksiller diş modellerinin sonlu elemananalizi (FEA) için tutarlı bir iş akışı oluşturmak için bir takım araçlar göstermektedir. Klinisyen için, maksiller dişlerin CRES açık ve basit bir harita diş hareketleri planlamak ve yan etkileri tahmin paha biçilmez bir klinik araç olacaktır. Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) diş biyomekanik araştırma tanıtıldı1973 17…
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar projeyi desteklemek için Charles Burstone Vakfı Ödülü kabul etmek istiyorum.
3-matic software | Materialise, Leuven, Belgium. | Cleaning and meshing | |
Abaqus/CAE software, version 2017 | Dassault Systèmes Simulia Corp., Johnston, RI, USA. | Finite Element Analysis | |
Mimics software, version 17.0 | Materialise, Leuven, Belgium. | Segmentation of teeth and bone |