Dal 2D al 3D: un modello parametrico tridimensionale

Dal 2D al 3D: un modello parametrico tridimensionale per rilevare forma e posizione delle radici partendo dall’ortopantomografia e dai modelli in gesso

Laureata: Laura Mazzotta
Relatore: Armando Silvestrini-Biavati
Correlatore: Mauro Cozzani

Nella moderna ortodonzia, sta aumentando sempre di più l’uso di apparecchiature invisibili -allineatori/terapia linguale customizzata. Tuttavia, per queste tecniche, viene eseguito un piano di trattamento virtuale che non tiene conto della posizione delle radici rispetto all’osso e rispetto agli altri denti. Scopo di questo studio sperimentale è costruire dei modelli parametrici 3D da cui ricavare la posizione e la forma delle radici partendo da modelli in gesso e panoramica del paziente, al fine di valutarne la precisione, di ridurre l’uso di CBCT o TC (nei casi in cui non sia indispensabile per la diagnosi e la terapia) e di simulare il movimento corono-radicolare -e non solo coronale- nell’impostazione del piano di trattamento.

Materiali e metodi

Sono state acquisite CBCT, Opt e impronte in polietere delle due arcate di una paziente. Le impronte sono state colate in gesso e scansionate con DentalVision, uno scanner ottico (Scansystem, Cascina, Italia). Per ogni dente, sono stati considerati e misurati vari parametri (larghezze coronali a livello dell’equatore e della giunzione amelo-cementizia, altezza coronale, larghezza delle radici, distanza tra gli apici, altezza ossea, altezza della forcazione, altezza del dente misurata dall’apice alla cuspide); le misurazioni eseguite in vivo, dall‘Opt, dal modello 3D scansionato e dalla CBCT sono state confrontate per valutarne la comparabilità e la precisione.

Con un software CAD SolidWorks (Dassault Systèmes SolidWorks Corp. Concord, Massachusetts) sono stati costruiti i modelli parametrici di un incisivo e di un molare inferiore utilizzando curve B-spline e superfici di forma libera. Ai modelli parametrici sono state assegnate le misure dei denti 2.1. e 3.6. della paziente; gli stessi due denti sono stati segmentati dalla CBCT utilizzando Amira (Visage Imaging GmbH, San Diego, CA).

I due modelli sono stati poi sovrapposti e confrontati tramite Geomagic (Geomagic Qualify 2012, Morrisville, NC), al fine di valutare la precisione del modello parametrico.

Risultati

E’ stato necessario calcolare un fattore di scala (0,313854) che rendesse confrontabili le misure della CBCT (in pixel) con le altre misurazioni (in mm). I dati, non essendo normalmente distribuiti, sono stati analizzati con test statistici non parametrici. Le misurazioni ottenute da Opt sono risultate confrontabili con le misurazioni ottenute sia da CBCT, che in vivo, che dal modello 3D (P sempre > 0.05). Le misurazioni in larghezza si sono dimostrate più precise e affidabili rispetto a quelle in lunghezza.

Dalla sovrapposizione dei modelli è risultato che il modello dell’incisivo ha un errore minimo inferiore a 0,7mm (lati vestibolare e mesiale, in verde) e massimo di 1,1mm (lato palatale, a livello della radice in arancione). Il molare ha un errore globale a livello radicolare di 1,1-1,7mm; la giunzione amelo-cementizia, -soprattutto sul lato vestibolare- è risultata la parte più imprecisa del dente con un errore di 2mm (massimo errore riscontrato).

Valenza Clinica

La ricostruzione in 3D tramite modello parametrico permette la simulazione di un movimento corono-radicolare e non solo coronale durante i piani di trattamento virtuali propri delle metodiche di allineamento invisibile. In questo modo si hanno maggiori informazioni cliniche -spostamento della radice- con meno assorbimento di radiazioni per il paziente.

CONCLUSIONE

Questo studio mostra una nuova metodica sperimentale che permette di costruire un modello parametrico 3D del dente partendo da Opt e modelli scansionati, con una precisione clinicamente valida. Questo offre la possibilità di ricostruire sia la corona che la radice dei denti analizzati, con una dose di radiazioni bassa. Ulteriori studi sono necessari e sono già in corso per validare la metodica su un maggior numero di pazienti, ricostruendo intere arcate e ricercando una maggiore numerosità statistica.

Corso di Laurea Specialistica In Odontoiatria e protesi dentaria
Università di Genova