Avaliação da acurácia dos modelos dentários digitais obtidos para cirurgia ortognática / Assessment of the accuracy of digital dental models obtained for orthognathic surgery

O objetivo deste estudo laboratorial foi avaliar a acurácia dos modelos digitais obtidos por duas técnicas de escaneamento (escâner intraoral - Itero 5d Element® - e escâner de bancada -Straumann ®) de um modelo experimental (Nacional Ossos ®) da arcada superior confeccionada em poliuretano e do modelo de gesso obtido desta arcada. Os pontos A ­ 3mm acima do elemento 17; B ­ 3mm acima do elemento 14; C ­ 3mm acima do elemento 24; D ­ 3mm acima do elemento 27; E ­ cúspide mesiovestibular do elemento 16; F - ponto de contato mais incisal entre os elementos 11 e 21; G - Cúspide mesiovestibular do elemento 26 foram utilizados como referência para as medidas realizadas. As medidas foram realizadas em um software (Geomagic®) de simulação cirúrgica e analisadas quanto a validade e precisão das técnicas de escaneamento utilizadas em todos os grupos (1 a 5). O grupo 1 corresponde ao grupo padrão-ouro; o 2 ao grupo do escaneamento com escâner intraoral do modelo de poliuretano; o 3 ao escaneamento de bancada do modelo; o 4 ao escaneamento com escâner intraoral do modelo de gesso; e 5 ao escaneamento de bancada do modelo de gesso. Na análise da validação, todas as técnicas apresentaram-se válidas quando comparadas ao grupo controle com exceção da medida FG que apresentou diferenças estatisticamente significativas (p<0,05) entre os grupos 1 e 2. A precisão foi avaliada através do índice de correlação intraclasse (CCI) e todas as técnicas apresentaram-se altamente precisas com (CCI) próximo de 1. Desta forma, conclui-se que o escâner intraoral e o escâner de bancada utilizados neste estudo foram confiáveis quando comparados ao grupo controle e que os dois modelos de escâner utilizados se apresentaram com alta precisão (AU).

The objective of this experimental study was to evaluate the accuracy of digital models generated by two scanning techniques (intraoral scanner - Itero 5d Element® - and desktop scanner -Straumann ®) of an experimental model of the upper arch (Nacional Ossos ®) made of polyurethane and the plaster model obtained from this arch. Points A ­ 3mm above element 17; B ­ 3mm above element 14; C ­ 3mm above element 24; D ­ 3mm above element 27; E ­ mesiobuccal cusp of element 16; F - most incisal point of contact between elements 11 and 21; G - Mesiobuccal cusp of element 26 were used as a reference for the measurements performed. The measurements were performed in a surgical simulation software (Geomagic ®) and analyzed for the validity and precision of the scanning techniques used in all groups (1 to 5). Group 1 corresponds to the gold standard group; 2 to the scanning group with intraoral scanner of the polyurethane model; 3 to the desktop scan of the model; 4 to intraoral scanner scanning of the plaster model; and 5 to the desktop scan of the plaster model. In the validation analysis, all techniques showed to be valid compared to the control group, except the FG measure, which showed statistically significant differences (p<0.05) between groups 1 and 2. Precision was assessed using the intraclass correlation(ICC) index, and all techniques were highly accurate with an ICC close to 1. Thus, it is concluded that the intraoral scanner and the bench scanner used in this study were reliable compared to the control group and that the two scanner models used presented themselves with high precision (AU).

Ventajas, desventajas y perspectiva estudiantil de la tecnología del CAD/CAM en el proceso enseñanza-aprendizaje de la educación dental / Advantages, disadvantages and student perspective of CAD/CAM technology in the teaching-learning process of dental education

Introducción: La calidad del aprendizaje en odontología depende en gran medida del tipo y tiempo de práctica que se dedique con estos fines. El diseño y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAM) que al ofrecer significativas mejoras en diversos aspectos dentro del modelado dental, advierten con reemplazar al método tradicional del modelado en yeso. Objetivo: Resumir información referente al uso de la tecnología CAD/CAM dentro del proceso enseñanza-aprendizaje de la educación dental. Métodos: Se consultaron las bases de datos MEDLINE y SciELO a través de los términos diseño asistido por computadora, CAD/CAM, enseñanza, educación dental y educación en odontología. Fueron seleccionados 36 documentos publicados a partir del año 2015. Se analizaron las categorías: definición y usos, viabilidad en la educación dental, perspectiva estudiantil, ventajas y desventajas. Análisis e integración de la información: El diseño y manufactura asistidos por computadora es un sistema tecnológico de prototipado rápido que es capaz de materializar modelos digitales diseñados en una interfaz externa, a partir de la información del escaneo realizado. Su incorporación a la educación dental se ha dado de forma dispareja y no sincronizada, debido al gasto económico requerido tanto para la compra del equipo y adaptación de las instalaciones como para la capacitación del personal pertinente. Conclusión: La aplicación del diseño y manufactura asistidos por computadora permite la creación de modelos dentales con grandes beneficios para el entrenamiento práctico. Asimismo, favorece el acercamiento hacia la estandarización de la enseñanza y la objetividad al momento de calificar el trabajo de los estudiantes realizado sobre estos modelos. La barrera económica sigue siendo una fuerte limitante para la implementación del diseño y manufactura asistidos por computadora en la educación dental, pese a ello, los estudiantes suelen presentar aceptación y una gran predisposición para su uso y aplicación(AU)

Introduction: The quality of learning in dentistry depends to a great extent on the type and time of practice devoted to these purposes. Computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) that, by offering significant improvements in various aspects within dental modeling, warns of replacing the traditional method of modeling in plaster. Objective: Summarize information regarding the use of CAD/CAM technology within the teaching-learning process of dental education. Methods: A search was conducted in the databases MEDLINE and SciELO using the descriptors omputer-aided design, CAD/CAM, teaching and dental education. A total 36 documents were selected, published as of the year 2015. The variables considered were definition and uses, viability in dental education, student perspective, advantages and disadvantages. Data analysis and integration: Computer-aided design and manufacturing is a rapid prototyping technological system capable of materializing digital models designed in an external interface based on scanned information. Its incorporation into dental education has been uneven and unsynchronized, due to the expenses required by the purchase of equipment, adaptation of existing facilities and training of the relevant personnel. Conclusion: Computer-aided design and manufacturing makes it possible to create dental models which are very beneficial to practical training. It is also a step forward on the road to standardization of teaching and objectivity when grading the work done by students on these models. Economic limitations continue to strongly handicap the implementation of computer-aided design and manufacturing in dental education. Despite this, students recognize its usefulness and have shown their willingness to apply it(AU)

Acurácia de mensurações lineares realizadas por ortodontistas em modelos digitais com condições clínicas simuladas: estudo transversal / Accuracy of linear measurements performed by orthodontists on digital models with simulated clinical conditions: a cross-sectional study

A tecnologia vem ganhando espaço de maneira acelerada em todas as áreas do conhecimento, não sendo diferente na Odontologia. Na Ortodontia, o correto planejamento exige a utilização de exames complementares, como radiografias, fotografias intra e extraorais, traçados cefalométricos e modelos das arcadas dentárias. Tradicionalmente, os modelos são confeccionados em gesso e obtidos através de uma moldagem com alginato de toda a arcada do paciente. Contudo, a substituição de modelos em gesso por modelos digitais é uma realidade na Odontologia contemporânea, especialmente por possuir vantagens como facilidade de acesso, armazenamento e transferência, e precisão da captura de imagens técnicas. Trata-se de um estudo observacional transversal, que avaliou a acurácia de mensurações lineares, realizadas por ortodontistas, em modelos digitais obtidos por meio de escaneamento direito e imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Alterações clínicas simuladas, com a presença de objetos metálicos, foram realizadas para verificar uma possível interferência nas mensurações e, além disso, foi testada a eficácia da ferramenta de redução de artefatos metálicos (RAM), presente no exame de TCFC. A amostra foi composta por 15 ortodontistas que atuaram como examinadores do estudo, sendo responsáveis pela realização das mensurações nos modelos. Dois crânios secos, com os dentes íntegros, foram utilizados para obtenção dos modelos digitais. Foram utilizados o teste t pareado, para a análise comparativa das mensurações entre examinadores e padrão-ouro, assim como para correlação intraclasse, e o Modelo de Equações de Estimativas Generalizada (Modelo GEE) para verificar se a experiência dos examinadores e uso rotineiro dos modelos digitais interferia na acurácia das mensurações. Os dados obtidos foram tabulados e analisados utilizando o programa SPSS, com o nível de significância 5%. Os ortodontistas apresentaram alta correlação intra-examinador para praticamente todas as variáveis testadas (média de 0,88), exceto nos parâmetros "distâncias intermolares" (média de 0,37) e "discrepância de Bolton" (média de 0,31). Quando as mensurações foram comparadas com o padrão-ouro, os valores encontrados pelos examinadores diferiram estatisticamente em todos os parâmetros testados, em pelo menos um dos modelos obtidos, porém essas diferenças não apresentaram relevância clínica. Nos quesitos tempo de experiência e uso rotineiro de modelos digitais, os grupos estudados não apresentaram diferenças na maioria dos parâmetros avaliados. Além disso, não foram encontradas diferenças nas mensurações realizadas em modelos com metal, com e sem a utilização da ferramenta RAM. Conclui-se que os ortodontistas são capazes de realizar mensurações acuradas em modelos digitais, independente da prática rotineira com essa tecnologia, e o tempo de experiência na especialidade favorece a realização de mensurações mais precisas. As alterações clínicas simuladas com a presença de objetos metálicos, não prejudicaram a análise acurada dos modelos. No entanto, a ferramenta RAM não facilitou a realização das mensurações nos modelos extraídos da TCFC que possuíam objetos metálicos. (AU)

Technology has been gaining ground in an accelerated way in all areas of knowledge, being no different in Dentistry. In Orthodontics, correct planning requires the use of complementary exams such as radiographs, intra and extraoral photographs, cephalometric tracings, and dental arch models. Traditionally, the models are made in plaster and escape through the molding with alginate of all the patient's arch. However, the replacement of plaster models by digital models is a reality in contemporary Dentistry, especially for having advantages such as ease of access, storage and transfer, and precision in capturing technical images. This is a cross-sectional observational study, which evaluated the accuracy of linear measurements performed by orthodontists, in digital models used through straight scanning and cone beam computed tomography (CBCT) images. Simulated clinical alterations, with the presence of metallic objects, were carried out to verify a possible interference in the measurements and, in addition, the metallic artifact reduction tool (MAR), present in the CBCT exam, was tested. The sample consisted of 15 orthodontists who acted as examiners for the study, being performed by carrying out measurements in the models. Two dry skulls, with intact teeth, were used to obtain the digital models. The paired t-test was used for a comparative analysis of measurements between examiners and the gold standard, as well as for intraclass correlation, and the Generalized Estimating Equation Model (GEE Model) to verify whether the experience of examinations and routine use of digital models interfered with the accuracy of the measurements. The data gathered were tabulated and the SPSS program used throughout with a 5% significance level. The independent orthodontists had high intra-examiner correlation for practically all variables tested (mean of 0.88), except for the parameters "intermolar distances" (mean of 0.37) and "Bolton discrepancy" (mean of 0.31). When the measurements were compared with the gold standard, the values found by the examiners differed statistically in all tested parameters, in at least one of the required models, but these differences did not parallel clinically. In terms of experience time (years) and routine use of digital models, the studied groups did not differ in most of the parameters adopted. Furthermore, no differences were found in the measurements performed on metal models, with and without the use of the MAR tool. It is concluded that orthodontists can perform accurate measurements on digital models, regardless of their routine practice with this technology, and the length of experience in the specialty favors the performance of more accurate measurements. The clinical changes simulated with the presence of metallic objects did not affect the accurate analysis of the models. However, a MAR tool did not facilitate the performance of measurements in models extracted from CBCT that had metallic objects. (AU)

Acurácia de modelos ortodônticos por escaneamento a laser, luz estruturada e tomografia computadorizada / Accuracy of orthodontic models scanned by laser, structured light, and computed tomography

Introdução: com a crescente utilização dos modelos digitais em Ortodontia, aumenta também a necessidade de se conhecer as opções disponíveis para sua obtenção. Atualmente, a alternativa mais utilizada é o escaneamento de modelos de gesso, que pode ser realizado em scanners a laser, por luz estruturada ou por tomografia computadorizada. O objetivo deste trabalho foi avaliar, através de uma análise por sobreposição de modelos digitais, a acurácia dos modelos digitais gerados por estes três métodos de escaneamento e a influência de dois diferentes níveis de resolução de escaneamento. Material e métodos: 30 pares de modelos de gesso foram escaneados utilizando as três tecnologias. O escaneamento por luz estruturada foi realizado com duas configurações do nível de resolução: máxima e padrão. Os modelos digitais gerados foram sobrepostos e as diferenças entre as superfícies foram calculadas. Mapas de cores foram utilizados para evidenciar as discrepâncias entre os modelos. Resultados: para todos os parâmetros avaliados, foram obtidas diferenças estatisticamente significantes. As diferenças entre os modelos escaneados a laser e por luz estruturada foram menores, o que sugere maior similaridade entre eles. Conclusão: as diferenças encontradas entre os modelos digitais obtidos pelas três tecnologias de escaneamento estudadas foram estatisticamente significantes. No entanto, por serem muito pequenas quantitativamente, não foram consideradas clinicamente significantes. Não houve diferença entre os dois níveis de resolução estudados, portanto, os três métodos de escaneamento avaliados possuem uma acurácia clinicamente aceitável para ser utilizado em Ortodontia.

Introduction: the increasing use of digital models in orthodontics demands knowledge of the available options for their acquisition. Currently, the most used option is the plaster model scanning, which can be made by laser, structured light and computed tomography scanners. The aim of this study was to evaluate, by a model superimposition analysis, the accuracy of digital models acquired by these three scanning methods and the influence of two different resolution levels of scanning. Methods: thirty pairs of plaster models were scanned using three different scanning technologies: laser, structured light and computed tomography. The structured light scanning was performed using two different resolution levels: maximum and standard. The respective digital models were superimposed and their mean differences were compared using color maps by Geomagic Qualify software. Results: for all parameters studied, statistically significant differences were found. Lower differences were presented between models scanned by laser and structured light techniques, which suggests a higher similarity between them. Conclusion: the differences found between digital models obtained by the three scanning technologies were statistically significant. However, they were quantitatively very small, which was considered clinically insignificant. There was no difference between the two resolution levels of scanning studied. Therefore the three scanning methods studied presented accuracy clinically acceptable to be used in orthodontics.

[Application and prospect of digital technology in the field of orthodontics].

The three-dimensional(3D)digital technology has brought a revolutionary change in diagnostic planning and treatment strategy of orthodontics. Acquisition of 3D image data of the hard and soft tissues of the patients, diagnostic analysis and treatment prediction, and ultimately the individualized orthodontic appliance, will become the development trend and workflow of the 3D orthodontics. With the development of 3D digital technology, the traditional plaster model has been gradually replacing by 3D digital models. Meanwhile, 3D facial soft tissue scan and cone-beam CT scan have been gradually applied to clinical orthodontics, making it possible to get 3D virtual anatomical structure for patients. With the help of digital technology, the diagnostic process is much easier for orthodontist. However how to command the whole digital workflow and put it into practice in the daily work is still a long way to go. The purpose of this article is to enlighten the orthodontists interested in digital technology and discuss the future of digital orthodontics in China.

Validação do uso de modelos digitais no Objective Grading System do Board Americano de Ortodontia / Validating the use of digital models for the American Board of Orthodontics objective grading system

Modelos dentários de gesso são muito utilizados tanto na prática quanto em pesquisa odontológica. Além de possuírem valor legal, eles auxiliam no diagnóstico e planejamento dos casos clínicos. No entanto, com o avanço das técnicas digitais, estes tendem a perder espaço para os modelos de estudo tridimensionais virtuais. A tecnologia digital tem sido muito utilizada, incluindo fotografias, radiografias, registros do tratamento realizado e modelos de estudo tridimensionais. O Board Americano de Ortodontia tem grande prestígio e reconhecimento na Ortodontia mundial e utiliza todos esses recursos digitais para avaliação das finalizações ortodônticas, com exceção dos modelos virtuais. Isso se deve ao fato de ainda não ter sido criada uma metodologia de avaliação de modelos virtuais relacionados ao final do tratamento ortodôntico satisfatória para os padrões do Board Americano. O objetivo deste estudo foi criar uma metodologia de análise de modelos digitais, compatível com o modelo de medição utilizado pelo Board Americano de Ortodontia, chamado "Objective Grading System". Para isso 30 modelos finais de tratamento ortodôntico foram medidos utilizando o método manual do Board Americano de Ortodontia e virtualmente através da digitalização dos mesmos pelo Dental Scanner (Pisa, Itália) e medidos no software Geomagic Qualify 2013.0.1:64 através de técnica de medição desenvolvida pelos autores. As metodologias foram comparadas utilizando o Teste t pareado e correlação de Pearson. A metodologia criada neste estudo parece ser uma alternativa viável para a avaliação do OGS em modelos digitais para 4 das 7 variáveis analisadas, sendo necessários mais estudos para adequação das metodologias de análise de modelos digitais e para a criação de softwares desenhados especificamente para este propósito.

Dental plaster models are widely used in clinical practice and dental research. Besides having legal value, they help in the diagnosis and treatment. However, with the improvement of digital techniques, they tend to lose ground to the three-dimensional virtual dental casts. Digital technology has been widely used, including photographs, radiographs, treatment records and three-dimensional dental casts. The American Board of Orthodontics is recognized by orthodontists in the whole world and uses digital resources for assessment of orthodontic submissions, with the exception of virtual final casts. This is because it has not been created a satisfactory methodology for evaluating virtual models related to the American Board of Orthodontics objective grading system. The aim of this study was to create a methodology for analysing digital models, compatible with the Objective Grading System. For this purpose, 30 final orthodontic casts were measured manually using the American Board of Orthodontics method and virtually by scanning the plaster casts in Dental Scanner (Pisa, Italy) and measuring in Geomagic Qualify software 2013.0.1: 64 through a measuring technique developed by the authors. The methods were compared using paired t test and Pearson's correlation. The methodology established in this study appears to be a viable alternative for assessing the OGS in digital models for 4 of the 7 variables tested. Other researches are needed to try to adapt the different digital models analysis methods for creating a software designed specifically for this purpose

A utilização dos modelos digitais em ortodontia / The use of digital orthodontic models

O modelo digital pode se tornar em breve uma realidade na clínica ortodôntica, pois apresenta grandes vantagens e facilita o planejamento dos casos clínicos, com a possibilidade de inter-relação com outros arquivos digitais. Os trabalhos publicados na literatura demonstraram que os modelos digitais apresentam precisão e confiabilidade aceitáveis para serem aplicados como método de diagnóstico, além de auxiliar no planejamento ortodôntico. No entanto, este recurso ainda é pouco explorado no Brasil. Este trabalho objetiva apresentar o panorama atual da utilização dos modelos digitais em Ortodontia.

The digital model may soon become a reality in clinical orthodontics because it presents great advantages and facilitates treatment planning, with the possibility of interrelation with other digital files. The published papers have shown that digital models exhibit acceptable accuracy and reliability to be applied as a method to assist the diagnosis and orthodontic planning. However, this resource is still little explored in Brazil. This paper aims to present a current overview of the use of digital models in orthodontics.