Präzision der softwarebasierten Kontaktpunktmodellierung bei der SureSmile®-Technik

Abstract

Das SureSmile®-System der Firma OraMetrix® (Richardson, Texas, USA) ist ein kieferorthopädisches Behandlungssystem, das zur Erstellung des Setups digitale Kiefermodelle verwendet, die mittels eines intraoralen Scanners (OraScanner®) von der Patientensituation angefertigt wurden. Der Bereich der approximalen Zahnkontakte kann dabei vom Scanner optisch nicht erfasst werden und wird von der SureSmile®-Software mit Hilfe idealisierter Zahnformen virtuell modelliert werden (=“SureSmile®-Zähne“). Die Untersuchung der Genauigkeit dieser softwarebasierten Modellierung sowie die Abhängigkeit von der Lokalisation des Zahnes war Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Hierzu wurden jeweils acht Ober- und Unterkiefer-Modelle aus extrahierten Zähnen mit dem OraScanner® optisch erfasst. Zusätzlich wurden die aus den Modellen entnommenen Einzelzähne gescannt (=“Originalzähne“). Unter Zuhilfenahme der Reverse- Engineering-Software-Pakete Rapidform® und GeoAnalyzer® wurden die Originalzähne im Bereich der Approximalflächen mit den SureSmile®-Zähnen verglichen. Es zeigte sich, dass nur 57,7 % der vorhandenen und nicht vorhandenen Approximalkontakte zwischen Original- und SureSmile®-Zähnen übereinstimmten (Kappa= 0,044). Dabei modellierte die SureSmile®-Software signifikant mehr falsch-positive Kontakte als dass sie vorhandene Originalzahnkontakte fälschlicherweise nicht modellierte (p<0,001). Das Ausmaß der mesiodistalen Abweichung von insgesamt 416 analysierten Kontaktpunkten von Original- und SureSmile®-Zähnen betrug im Mittelwert 0,099 mm mit einer Standardabweichung von 0,080 mm und einem Maximum von 0,563 mm. Um die klinische Relevanz bei der Kontaktpunktanalyse zu berücksichtigen, wurden alle Differenzbeträge zwischen Original- und SureSmile®-Zähnen, die kleiner oder gleich 0,1 mm waren, als übereinstimmende Kontaktpunkte interpretiert. Legt man diese Toleranz-Grenze zugrunde, so wurden 58,9 % der Kontaktpunkte an SureSmile®-Zähnen übereinstimmend mit den Originalzähnen erstellt. Die univariate Analyse der Häufigkeit der Übereinstimmung der Kontaktpunkte von Original- und SureSmile®-Zähnen ergab sowohl hinsichtlich der Lage der Zähne (im Ober- oder Unterkiefer) als auch der Region (Frontzahn, Prämolar, Molar) keine signifikanten Unterschiede. Die multivariate Analyse hinsichtlich eines gleichzeitigen Einflusses von Lage und Region erbrachte ebensowenig signifikante Unterschiede in der Häufigkeit der Übereinstimmung der Kontaktpunkte.

The SureSmile®-sytem (Orametrix®, Richardson, Texas, USA) is an orthodontic treatment software. It uses virtual jaw models generated by intraoral scans (OraScanner®) of the patients situation for the orthodontic setup. The intraoral scans miss the surfaces of approximal tooth contacts due to optical limitations. These approximal surfaces are virtually reconstructed by the SureSmile®-software using idealized tooth templates (= SureSmile® theeth). The aim at this study was to evaluate the softbare-based reconstruction of the approximal situation regarding accuracy and dependence on thooth position. Eight upper and eight lower jaw models composed from extracted theeth were scanned with the OraScanner®. Furthermore all theeth were scanned separately (= original teeth) to compare the approximal surfaces of the original teeth with the SureSmile® teeth using the reverse engeneering software Rapidform® and GeoAnanlyzer®. In only 57.7 % the approximal contacts points of the SureSmile® theeth matched the contact points of the original theeth (kappa=0.044). The SureSmile® software signification reconstructed more contact points between theeth of existing original theeth contacts (p<0,001). 416 approximal contact points were analyzed. The arithmetic mean of mesiodistal deviation of contact points of original theeth and SureSmile® teeth was 0.099 mm with a maximum value of 0.563 mm and a standard deviation of 0.080 mm. With regard to clinical relevance all contact point differences between original theeth and SureSmile® teeth of 0.1 mm or below were consideral matching contact points. By applying this tolerance 58.9 % of the approximal contacts were correctly rebuild by the SureSmile® software. Applying this level of tolerance 58.9 % of the SureSmile® contact points were created identically to the original teeth. There were no significant differences neither in the univariate analysis nor in the multivariate analysis regarding to the location (upper or lower jaw) or region (anterior teeth, bicuspids, molars).