Comparazione tra misurazioni analogiche e digitali nello Smile Design

Utilizzare sistemi digitali per la previsualizzazione del sorriso comporta il rischio di mal calcolare le misure analogiche, in conseguenza della distorsione dell’immagine digitale. Senza l’aiuto di richiami numerici reali, tali errori possono portare a una imprecisione del manufatto finale. Scopo di questo studio è quello di analizzare l’effetto del FATS, presidio analogico in grado di far collimare i due tipi di misurazione.

Federica Emilio¹, Pier Antonio Acquaviva¹, Valerio Bini², Antonio Cerutti³

¹Cultore della Materia, Insegnamento di Odontoiatria Conservativa, Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria, Università degli Studi di Brescia
² Libero professionista, Biella
³ Titolare dell’Insegnamento di Odontoiatria Conservativa, Corso di laurea Odontoiatria e Protesi Dentaria, Università degli Studi di Brescia

Riassunto
Alcuni clinici sostengono che tutta la fase di previsualizzazione digitale (DSD) non possa trasmettere dati numerici utilizzabili dall’odontotecnico.
Il duplice scopo della previsualizzazione vede da un lato la possibile correzione in fase di progetto di alcuni parametri estetici, dall’altro la possibilità di avere un consenso da parte del paziente prima della fase operativa. L’ADSD cerca di rispondere a questo quesito introducendo un presidio analogico millimetrico/centimetrico, detto FATS, in grado di far collimare i due tipi di misurazioni.
Lo scopo di questo studio era di analizzare l’effetto del FATS e per dimostrarlo si è valutato se la differenza tra i due tipi di misurazione fosse approssimabile allo 0.
È stato misurato l’elemento 1.1 di 21 soggetti diversi e su ciascuno sono state effettuate le stesse tre misurazioni (1° intraorale, 2° su modello, 3° digitale) da tre operatori diversi. Per ogni misurazione sono stati presi due valori numerici: l’altezza, dallo zenit della gengiva al margine incisale e la larghezza, nel punto più largo all’equatore.
I dati ricavati dai diversi mezzi di misurazione sono stati sottoposti a valutazione statistica mediante confronto fra quattro coppie di dati. Tre differenze su quattro sono risultate statisticamente non significative. Possiamo quindi concludere che il metodo di misurazione oggetto di questo studio sperimentale è valido nell’assicurare misure reali. Il sistema di misurazione con maggiori differenze rispetto alle altre tecniche e all’interno della tecnica stessa è la misurazione sul modello, mentre i risultati con meno variabile sono risultati essere quelli con il FATS. I risultati dello studio confermano la veridicità dell’ipotesi di partenza della nostra ricerca.

Una moderna odontoiatria cerca sempre più la possibilità di previsualizzare in fase iniziale il risultato finale di una riabilitazione estetica¹. Il duplice scopo vede da un lato la possibile correzione in fase di progetto di alcuni parametri estetici, dall’altro la possibilità di avere un consenso da parte del paziente prima della fase operativa².

Il work-flow inizia con uno studio digitale iniziale attraverso il quale poter fornire al tecnico indicazioni precise per la ceratura diagnostica², segue la fase di prova con il mock up nella bocca del paziente e una verifica oggettiva prima della finalizzazione clinica³. Il dibattito sul reale utilizzo da parte di un odontotecnico di quanto fornito in termini digitali resta ancora oggi un punto di forte confronto. Alcuni clinici sostengono che tutta la fase di previsualizzazione digitale (DSD) non possa trasmettere dati numerici utilizzabili dall’odontotecnico⁴. In generale le tecniche di Smile Design ovvero Oral Design sono affidate all’impiego di software monodimensionali, attraverso l’uso dei quali è difficile interpretare i volumi e la morfologia degli elementi dentali oggetto del design analogico tridimensionale. Il Digital Smile Design prevede l’uso di software di presentazione⁵ (Keynote o Powerpoint) o software specificatamente dedicati all’odontoiatria; oltre a questi, a livello di aesthetic virtual planning mono-bidimensionale è possibile usare “Image Editing Software”, peraltro descritti in letteratura e impiegati nelle metodiche PSD⁶ (Photoshop Smile Design) e ADSD^7,8,9,10(Aesthetic Digital Smile Design).

Oggi il digitale è realtà affermata e confermata nella vita quotidiana della società nella quale siamo immersi, pertanto il digital workflow odontoiatrico, sia esso parziale o totale, è diventato elemento professionale alla portata di tutti gli operatori del settore. Nella progettazione di un sorriso, dobbiamo comprendere la psicologia dei nostri pazienti; esistono parametri fondamentali che vanno considerati nella valutazione della psicologia: la percezione, la personalità e il desiderio^11,1.

Un diverso metodo di previsualizzazione digitale (ADSD) cerca di rispondere a questo quesito introducendo un presidio analogico millimetrico/centimetrico detto FATS (Face Analogic Transfer Support)¹³ (Figura 1). Scopo del nostro lavoro è la valutazione di tale dispositivo che permette la trasposizione delle misure cliniche analogiche nelle misure digitali fotografiche. Utilizzare sistemi digitali per la previsualizzazione del sorriso comporta il rischio di mal calcolare le misure analogiche, in conseguenza della distorsione dell’immagine digitale, poiché, sebbene attraverso i software di fotoritocco si possano misurare virtualmente i riferimenti necessari, non è detto che questi corrispondano con esattezza alle misure reali del paziente e del manufatto. Senza l’aiuto di richiami numerici reali, tali errori possono portare a una imprecisione del manufatto finale, che mal si adatterà alla situazione clinica.
Non sono ancora stati standardizzati dispositivi che permettano di trasporre le misure cliniche analogiche nelle misure digitali fotografiche, motivo per cui è stata realizzata questa indagine.

Fotografare un paziente con un riferimento millimetrico/centimetrico, che svolga la funzione di “traduttore” dal linguaggio analogico a quello digitale, rappresenta la soluzione più ergonomica per il trasferimento dei dati dal volto al computer.

Lo scopo di questo studio era di analizzare l’effetto di un presidio analogico chiamato FATS (Face Analogic Transfer Support), in grado di far collimare i due tipi di misurazioni. Tuttavia il FATS è uno strumento che si appoggia su piani del volto leggermente differenti dai piani di misurazione dentale, perciò l’ipotesi di partenza prevedeva che ci fosse una reale corrispondenza della misurazione digitale rispetto alla tradizionale misurazione analogica. Per dimostrarlo si è valutato se la differenza tra i due tipi di misurazione fosse approssimabile allo 0.

Materiali e metodi

Selezione dei soggetti
Lo studio ha preso in considerazione 21 soggetti di ambo i sessi, di età compresa tra i 20 e i 45 anni. I pazienti sono stati scelti secondo i criteri riportati. 

Inclusione nello studio:

• pazienti che non presentavano affollamento dentale;
• denti non restaurati vitali e integri.

Esclusione dallo studio:

• pazienti con un’igiene orale non accettabile;
• pazienti allergici a qualsivoglia componente del calibro o ai materiali da impronta;
• pazienti in terapia ortodontica.

Strumenti per le misurazioni

Per le misurazioni è stato utilizzato un calibro digitale elettronico in acciaio inox, con un range di 0-150 mm, risoluzione di 0,01 mm, accuratezza ± 0,02 mm ≤ 100 mm (Metrica SpA). Per le fotografie si è scelta una macchina fotografica reflex Nikon D50 con obbiettivo macro e un set di luci da studio fotografico^14,15.

Ci si è avvalsi del FATS come dispositivo centimetrico e millimetrico per il trasferimento dei valori da reali a digitali. Il software di editing prescelto è stato Adobe Photoshop CC 2015, installato su PC Asus K501U. Le impronte sono state prese in alginato e colate in gesso il giorno stesso.

Analisi morfologiche

Per ogni soggetto sono state effettuate le stesse tre misurazioni da tre operatori diversi. Le tre misurazioni prevedevano una prima stima in bocca, una seconda su modello e una terza a computer. L’elemento analizzato era l’11, per ogni misurazione sono stati presi due valori numerici: l’altezza dallo zenit della gengiva al margine incisale e la larghezza nel punto più largo all’equatore^16,17,18. Per la valutazione in bocca, al paziente veniva suggerito di tenere la testa appoggiata allo schienale e di stare il più fermo possibile.
Ogni soggetto è stato invitato ad indossare il FATS, disposto secondo il piano estetico e sottoposto ad un set di cinque fotografie:

• a viso rilassato;
• con un sorriso accennato;
• con un sorriso ampio;
• con divaricatori;
• close up del sorriso a denti dischiusi con divaricatori tenuti dal soggetto.

Le prime quattro sono state eseguite a 1,5 m di distanza, con f16, ISO 200 e tempo di esposizione 640. L’ultima a 50 cm di distanza, con f32, ISO 200 e tempo di esposizione 640.
L’immagine scelta per la verifica con software è quella con divaricatori a una distanza di 1,5 m, confrontata poi con il close up.
In seguito ciascun soggetto è stato sottoposto a un’impronta superiore in alginato con porta-impronte standard colata il giorno stesso della seduta, da cui è stato ricavato un modello superiore. 

Analisi statistica

I dati ricavati dai diversi mezzi di misurazione sono stati sottoposti a valutazione statistica mediante confronto fra quattro coppie di dati:

• la misura media analogica su paziente rispetto alla misura media con software sull’altezza dell’11;
• la misura media analogica sul modello rispetto alla misura media con software sull’altezza dell’11;
• la misura media analogica su paziente rispetto alla misura media con software sulla larghezza dell’11;
• la misura media analogica sul modello rispetto alla misura media con software sulla larghezza dell’11.

Si è testato a livello inferenziale se le differenze fra le misurazioni fossero significative. Per farlo si è utilizzato il T-test. L’ipotesi nulla del test è che le differenze tra le misurazioni siano nulle e quindi le due misure siano uguali.
Se i risultati del T-test portassero a rifiutare l’ipotesi nulla vorrebbe dire che le differenze tra le misurazioni sono statisticamente significative. Il test viene rifiutato con valori di p-value inferiori a 0.05 (Figure 2-5).

Risultati

Sono state rilevate un totale di 266 misurazioni, delle quali 114 su paziente, 76 su modello e 76 in digitale, come riportato nelle tabelle 1 e 2.
Di queste 266 misurazioni, quindi, ne sono state raccolte 190 in analogico e 76 in digitale.
Dal confronto fra le quattro coppie di dati è emerso che solo una presenta differenze che si sono rivelate statisticamente significative: nella fattispecie, la misura media analogica sul modello rispetto alla misura media con software sull’altezza dell’11 (Figure 6-8).
Questo dato ben evidenzia come questo tipo di misurazione sia facilmente soggetta a distorsione poiché fortemente operatore-dipendente.

1. La misura media analogica su paziente rispetto alla misura media con software sull’altezza dell’11. Il p-value del test è maggiore a 0.05 quindi non si può rifiutare l’ipotesi nulla.
2. La misura media analogica sul modello rispetto alla misura media con software sull’altezza dell’11. In questo caso il test rifiuta l’ipotesi nulla e quindi le due misurazione hanno differenze statisticamente significative
3. La misura media analogica su paziente rispetto alla misura media con software sulla larghezza dell’11. Il p-value del test è maggiore a 0.05 quindi non si può rifiutare l’ipotesi nulla.
4. La misura media analogica sul modello rispetto alla misura media con software sulla larghezza dell’11. Il p-value del test è maggiore a 0.05 quindi non si può rifiutare l’ipotesi nulla.

Discussione

Tre differenze su quattro sono risultate statisticamente non significative; si può quindi concludere che il metodo di misurazione oggetto di questo studio sperimentale è valido nell’assicurare misure reali.
Dallo studio si può ricavare anche un secondo dato: trattandosi degli stessi denti, ci si dovrebbe attendere che le distribuzioni siano identiche, almeno tra tecniche di misurazione uguali. Al contrario, si notano differenze non solo tra distribuzioni provenienti da tecniche diverse ma anche tra le tecniche stesse. Questo testimonia le difficoltà oggettive nel misurare l’esatta dimensione del dente. Il sistema di misurazione con maggiori differenze rispetto alle altre tecniche e all’interno della tecnica stessa è la misurazione sul modello. Essa produce risultati in media molto inferiori rispetto a quelli delle altre tecniche, risultando fortemente operatore-dipendente. Interessante notare invece come il sistema di misurazione tramite FATS e Photoshop si sia rivelato il più semplice e accurato¹⁹.

Conclusioni

I risultati dello studio confermano la veridicità dell’ipotesi di partenza della nostra ricerca.
Possiamo quindi affermare che utilizzare un presidio analogico quale il FATS, come riferimento analogico all’interno di un contesto digitale, rappresenta una soluzione funzionale allo scopo di tradurre misure analogiche in digitali e viceversa.
L’utilizzo del FATS rende il digital smile design molto più “real” aprendo la strada a un nuovo modo di proporre lo smile make over²⁰.

Corrispondenza
antonio.cerutti@unibs.it

Comparison of analogic and digital measurements in Smile Design

Summary
Some clinicians complain that digital previsualization (DSD) cannot transfer numerical data that dental technicians may use.
Previsualization allows both the correction of esthetic parameters during the pre-clinical planning and the possibility of achieving the patients’ approval before initiating the treatment.
ADSD strives to fill such gap by introducing an analogic millimetric/centimetric device called FATS (Face Analogic Transfer Support), capable of achieving correspondence between actual measurements and laboratory ones. The aim of this study was to investigate the influence of the FATS, evaluating if the difference between the measurements was approximate to 0. Twenty-one patients were examined. The height of tooth 11, from the gingival zenith of the incisal margin, and its width, at equator level, were measured by three different operators with three methods – intraorally, on gypsum model, and digitally.  The data recorded by the different measurement methods were statistically analyzed by comparing four pairs of data. Three values out of four were found not statistically significant. We may conclude that the device investigated in this study is a valid tool in affording actual measurements. The measurement technique with most differences compared to the other ones was the measurement on gypsum model, while the FATS afforded the least variability, thus confirming the hypothesis stated.