Set-up models are an important tool for diagnostics and therapy planning in today's dentistry and especially in orthodontics. Set-up models can be manufactured using a classical plaster model or digitally using a computer. Since the set-ups are used for model measurements, they should accurately reflect the morphological characteristics of the dental arch. Both types of models can be used to model the set-up either by means of an impression or a scan. This results in inaccuracies in the approximal area since neither a scanner nor an impression can capture this area. The aim of this study was to determine the accuracy of the contact point reconstruction in conventional set-up models.
Materials and methods
For this purpose, 7 upper and 7 lower jaw models composed from extracted teeth were produced, molded, separated and processed. The plaster teeth were subsequently digitized using the OraScanner® (OraMetrix®, Richardson, TX, USA) and compared to the approximal surface of the 3-D-models of the reference teeth with the GeoAnalyzer® (OraMetrix®, Richardson, TX, USA) software.
Results
For the total of 364 remodeled contact points, the evaluations showed a deviation of the clinically relevant mesiodistal position of 0.08 mm (median, X-value). The orovestibular deviation was 0.19 mm (Y-value) and the incisoapical direction 0.34 mm (Z-value). The maximum deviations of the original contact points were 1.6 mm (X-value), 2.67 mm (Y-value) and 5.55 mm (Z-value). A preceeding study by BREUSTEDT was used to draw up data on the remodeling of the contact point in digital set-up models. The comparison of the results did not show any significant differences in the clinically most relevant mesiodistal deviation, but the conventional set-up model turned out to be more accurate in the orovestibular and incisoapical direction.
Conclusion
The reconstruction inaccuracy of the approximal contact is relatively high. If suppliers of orthodontic appliances based on conventional set-ups provide the orthodontist with specifications for interproximal enamel reduction (IPR) with an accuracy of 0,1mm, these should be checked critically, since the inaccuracy in the manufacturing method, by adding the average error of 0.08 mm, already results in an error of 0.16 mm in the approximal space. Due to the high outliers of up to 5.5 mm, the contact point determination in the set-up should be checked for plausibility by the orthodontist. Whether the differences in the reconstruction of the contact point between the investigated digital and the conventional set-up are of clinical relevance is questionable.
Set-up-Modelle stellen in der heutigen Zahnmedizin und vor allem in der Kieferorthopädie ein wichtiges Werkzeug für die Diagnostik und Therapieplanung dar. Set-up-Modelle können im klassischen Verfahren durch ein Gipsmodell oder digital mithilfe eines Computers hergestellt werden. Da die Set-ups für Modellvermessungen benutzt werden, sollten sie die morphologischen Merkmale der Zahnreihe präzise wiedergeben. Bei beiden Herstellungsarten erfolgt die Aufstellung des Set-ups mithilfe einer Erfassung der Patientensituation, entweder mittels einer Abformung oder eines Scans. Dabei entstehen Ungenauigkeiten im approximalen Bereich, da weder ein Scanner noch eine Abformmasse diesen Bereich erfassen kann. Die Rekonstruktion des interdentalen Bereiches mit dem Kontaktpunkt der Zähne erfolgt bei der konventionellen Herstellung im Labor durch Beschleifen der separierten Zähne oder durch einfaches Schließen der nicht erfassten Bereiche. Digital werden mittels einer Zahndatenbank die fehlenden Informationen der Zahnoberfläche ersetzt. Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der Rekonstruktion von Kontaktpunkten bei konventionell hergestellten Set-up-Modellen zu ermitteln.
Materialien und Methoden
Zu diesem Zweck wurden 7 Oberkiefer- und 7 Unterkiefermodelle hergestellt, abgeformt, separiert und bearbeitet. Die Gipszähne wurden anschließend mithilfe des OraScanners® (OraMetrix®, Richardson, TX, USA) digitalisiert und mit den 3-D-Modellen der Referenzzähne mit dem Programm GeoAnalyzer® (OraMetrix®, Richardson, TX, USA) verglichen.
Ergebnisse
Bei den insgesamt 364 rekonstruierten Kontaktpunkten ergaben die Auswertungen eine Abweichung der klinisch relevanten mesiodistalen Position von 0,08 mm (Median, X-Wert). Die orovestibuläre Abweichung betrug 0,19 mm (Y-Wert) und die inzisoapikale 0,34 mm (Z-Wert). Die maximalen Abweichungen der ursprünglichen Kontaktpunkte betrugen 1,6 mm (X-Wert), 2,67 mm (Y-Wert) und 5,55 mm (Z-Wert). Durch eine Vorgängerstudie von BREUSTEDT konnte auf Daten der Remodellation des Kontaktpunktes bei digitalen Set-up-Modellen zurückgegriffen werden. Der Vergleich der Ergebnisse ergab keine signifikanten Unterschiede in der klinisch relevantesten mesiodistalen Abweichung, allerdings stellte sich bei der orovestibulären und inzisoapikalen Abweichung das konventionelle Set-up-Modell als genauer heraus.
Fazit
Die Rekonstruktionsungenauigkeit des Approximalkontaktes ist relativ hoch. Wenn Anbieter von kieferorthopädischen Apparaturen, die auf konventionellen Set-ups beruhen, dem Behandler Vorgaben zur approximalen Schmelzreduktion mit einer Genauigkeit von 0,1 mm machen, so sollten diese kritisch betrachtet werden, da die Ungenauigkeit in der Herstellungsweise durch Addition des durchschnittlichen Fehlers von 0,08 mm eine Abweichung von 0,16 mm im approximalen Raum ergeben. Aufgrund der hohen Ausreißer von bis zu 5,5 mm sollte die Kontaktpunktfestlegung im Setup durch den Behandler auf Plausibilität überprüft werden. Ob die Unterschiede bei der Rekonstruktion des Kontaktpunktes zwischen dem digitalen und dem konventionellen Set-up klinisch relevant sind, ist fraglich.
