Vergleichende Untersuchung der kieferorthopädischen Modellanalyse an Gipsmodellscans, Abformungsscans und μ-CT-Scans

Abstract

Einleitung: In den letzten Jahrzehnten wurden zunehmend digitale dreidimensionale-(3D)-Verfahren in die kieferorthopädische Diagnostik und Behandlungsplanung inte-griert. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, auf 3D-Gipsmodellscans, 3D-Abformungsscans und µ-Computertomographie-(CT)-Modellscans beruhende Verfah-ren mit konventionellen manuellen Verfahren zur kieferorthopädischen Modellvermes-sung hinsichtlich der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit zu vergleichen. Methodik: Das Referenzmodell (NiTi4u, Berlin, Deutschland) wurde mittels einer elektronischen Schieblehre (Mahr, Göttingen, Deutschland) vermessen. Vom Referenzmodell wurden Silikonabdrücke (Bisico, Bielefeld, Deutschland) genommen und anschließend Gipsmodelle angefertigt. Mithilfe eines Laserscanners (3Shape, Kopenhagen, Dänemark) wurden Einzelkiefer-3D-Scans der Gipsmodelle/Abformungen angefertigt und mit einem Scanner (ProCon X-ray, Sarstedt, Deutschland) µ-CT-Datensätze des Referenzmodells generiert. Alle Scans wurden mit der 3Shape OrthoAnalyzer™-Software (Kopenhagen, Dänemark) vermessen. Für die Modellanalyse wurden 46 maxilläre und mandibuläre Messstrecken festgelegt. Alle Modellanalysen wurden durch einen Untersucher nach einem identischen Muster durchgeführt. Der statistische Methodenvergleich erfolgte mithilfe des Bland-Altman-Tests und ANOVA. Zur Beurteilung der Reproduzierbarkeit wurden die Differenzen der Wiederholungsmessungen betrachtet. Ergebnisse: Die digitalen Messmethoden ergaben verglichen mit der manuellen Vermessung des Referenzmodells signifikante Unterschiede (p=0,011). Die halbauto-matisch-individualisierte Vermessung des µ-CT-Modells zeigte ebenfalls signifikante Unterschiede bei den einzelnen Messdurchgängen (p= 0,007). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie belegen, dass sich digitale und ma-nuelle Methoden hinsichtlich der Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit signifikant voneinander unterscheiden. Bei der halbautomatischen-individualisierten Methode sind diese Abweichungen jedoch nicht als klinisch relevant einzustufen.

Introduction: In recent decades digital three-dimensional (3D) methods have been integrated more frequently into orthodontic diagnosis and treatment planning. The aim of the present study was to compare digital measurement technology based on virtual 3D scans of plaster models, impressions or µ-CT- model scans and conventional manual methods for the orthodontic model-mapping in terms of reproducibility and accuracy. Methods: The reference model (NiTi4u, Berlin, Germany) was measured by an elec-tronic vernier caliper (Mahr, Goettingen, Germany). Silicone impressions (Bisico, Biele-feld, Germany) of the reference model were taken and plaster models were prepared. Single-jaw based 3D-scans of plaster models/impressions were made by laser scanning (3Shape, Copenhagen, Denmark) and μ-CT-records of the reference model were generated manufactured by the μ-CT-Scanner ProCon X-ray (Sarstedt, Germany). All scans were measured by OrthoAnalyzer™-Software (3Shape, Copenhagen, Denmark). For the model-analysis a total of 46 maxillary and mandibular distances were determined. All model-analyses were done by a single examiner according to an identical pattern. The method comparison was performed using the Bland-Altman-Test and ANOVA. For the evaluation of reproducibility differences of repeated measurements were analyzed. Results: The digital measurement methods showed significant different results com-pared to the manual measurement of the reference model (p = 0.011). The semi- automatic-individualized measurement of the μ-CT-model also showed significant dif-ferences in each measurement cycle (p = 0.007). Conclusion: The results of this study demonstrate the significant discrepancies be-tween the digital and manual method concerning measurement accuracy and reproducibility. However for the semi-automatic-individualized method these differences must be judged as clinical not significant.