eXceed 3D Models' Accuracy Confirmed

In a recent academic publication, a joint Brazilian-American research team has confirmed the accuracy of the eXceed 3D models. The team looked at 6 different measurements, performed on 20 models, digitized in two different methods. Differences between the two methods were compared and eventually found to be statistically insignificant. The Researchers concluded that results from both methods were reliable and reproducible.

Acurácia e confiabilidade de modelos digitais tridimensionais – validação do software eXceedTM

Three-dimensional digital models accuracy and reliability – eXceedTM software validation

Fernando César Moreira1 Luis Geraldo Vaz1

Jeryl D English2 Helder Baldi Jacob2

Resumo

Introdução: Os sistemas CAD/CAM auxiliam ortodontistas na confecção de alinhadores estéticos e na colagem indireta (posicionamento virtual de bráquetes) em modelos digitais tridimensionais. Este estudo avaliou a precisão e validade do software eXceedTM. Métodos: Vinte modelos de gesso de pacientes foram digitalizados utilizando um escâner de mesa e os arquivos obtidos foram convertidos em estereolitografia pelo software OrthoAnalyserTM. Utilizando os modelos de gesso e digital, seis medidas foram aferidas: Largura Intermolares (LM), Largura Intercaninos (LC), Comprimento do Arco posterior (CA), Diâmetro da Coroa do Pré-Molar (DP), Altura da Coroa do Canino (AC) e Overjet (OJ). Os erros sistemáticos e aleató- rios foram avaliados em análises das réplicas das mensurações. As diferenças foram avaliadas usando o teste t de Student. Os erros aleatórios foram quantificados usando o erro do método [ÖS(d2/2N)] e o Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC). Resultados: Duas das medidas das réplicas em modelos digitais (CA) e de gesso (LC) demostraram erros sistemáticos estatistica- mente significativos. O ICC variou de 0,916 a 0,997. Os erros do método foram todos infe- riores a 0,41 mm (0,22 mm). Os gráficos de Bland-Altman mostraram que as diferenças de repetitividade entre os dois métodos estavam dentro dos limites de concordância. Os valores DP (0,253 mm), LC (0,396 mm), AC (0,314 mm) e CA (0,359 mm) foram maiores em modelos de gesso do que nos modelos digitais. Conclusão: As medidas realizadas em ambos os méto- dos foram confiáveis e reprodutíveis, e as medidas dos modelos de gesso foram ligeiramente maiores do que os dos modelos digitais correspondentes.

Descritores: Ortodontia, projeto auxiliado por computador, modelos dentários, precisão da medição dimensional, tecnologia odontológica.

Abstract

Introduction: CAD/CAM systems help orthodontists in the production of aesthetic align- ers and in indirect bonding (virtual bracket positioning) in three-dimensional digital models. This study evaluated the accuracy and validity of the eXceedTM software (Roosikrantsi, Tallinn, Estonia). Methods: Twenty patient plaster models were digitized by a desktop scanner, and the files obtained were converted to stereolithography by OrthoAnalyserTM software. Using the cast and digital models, six measurements were performed: Intermolar Width (LM); Inter-canine Width (LC); Posterior Arch Length (CA); Premolar Crown Diameter (DP); Canine Crown Height (AC) and Overjet (OJ). Intra-observer systematic differences between the replicates were described with mean absolute differences and standard errors (SE); differences were as- sessed using a paired Students t test. Random errors were quantified using the method error statistic [ÖS(d2/2N)] and Intraclass Correlation Coefficient (ICC). Differences between methods was evaluated using Students t test. Results: Two of the measurements of the replicas in the digital model (CA) and in the plaster model (LC) showed statistically significant systematic errors. The ICC ranged from 0.916 to 0.997. The method errors were all less than 0.41 mm (0.22 mm). Bland-Altman plots showed that the differences of repeatability between the two methods were within the limits of agreement. The values DP (0.253 mm), LC (0.396 mm), AC (0.314 mm) and CA (0.359 mm) were higher in plaster models than in digital models. Conclu- sion: The measurements performed in both methods were reliable and reproducible, and plas- ter models measurements were slightly higher than those of the corresponding digital models. Descriptors: Orthodontics, computer-aided design, dental models, dimensional measure-ment accuracy, dental technology.

Introdução

Tradicionalmente, ortodontistas realizam diagnós- tico e plano de tratamento com auxílio de exames clí- nicos, radiográficos e modelo de gesso1. A análise dos modelos de gesso permite ao clínico visualização da oclusão sob diferentes perspectivas que não são pos- síveis pelo exame clínico. Além disso, as mensurações das distâncias lineares são mais fáceis de se realizar em modelos físicos do que in vivo2. Os modelos de ges- so têm importantes limitações, podendo sofrer danos físicos e químicos resultando em desgastes, principal- mente, quando mensurados repetidamente. Além dis- to, são passiveis de distorções no volume ao longo do tempo devido às condições climáticas3,4.

Com a finalidade de solucionar estas questões, incluindo os custos adicionais relacionados ao arma- zenamento, os modelos digitais tridimensionais (3D) foram introduzidos no final dos anos 90 pela Ortho- CAD™5. Deste modo, modelos digitais podem ser esto- cados e acessados eletronicamente de qualquer lugar, facilitando o compartilhamento e comunicação entre profissionais5,6. Ademais, podem ser utilizados por um software ortodôntico, possibilitando mensurações, au- xiliando no diagnóstico, gerando setup ortodôntico1,5,7, auxiliando na produção de alinhadores estéticos e no posicionamento dos bráquetes. Além disto, viabilizam o procedimento de colagem indireta que é um proce- dimento crítico tanto para o ortodontista quanto para o paciente8. Os sistemas CAD/CAM (Computer Aided Design, Computer Aided Manufacturing) aplicados à Ortodon- tia possibilitaram uma melhoria na imprecisão do po- sicionamento de acessórios durante o procedimento de colagem de bráquetes8. Os arquivos de estereolito- grafia (STL) gerados a partir da digitalização dentária intra ou extraoral, sobre modelos das arcadas dentá- rias, diminuiram ou eliminaram possíveis imprecisões, possibilitando o uso desses em computadores, inclusive em aparelhos celulares. Atualmente, alguns softwares disponíveis no mercado têm possibilitado aos ortodon- tistas o posicionando de bráquetes digitalmente com maior eficiência sobre os dentes de modelos 3D8. No entanto, existem muitas dúvidas relacionadas à con- fiabilidade e precisão desses softwares6,8, deixando o clínico inseguro quanto ao uso destes sistemas.

Atualmente, os softwares ortodônticos são sis- temas cada vez mais automatizados, simplificando o método, as etapas de planejamento e fabricação de dispositivos ortodônticos de colagem indireta. Estudos anteriores demonstraram a precisão e a confiabilidade de softwares ortodônticos5,6,8-13. Alguns trabalhos tam- bém demonstraram a precisão e a acurácia de modelos virtuais 3D, quando comparados com os respectivos modelos de gesso10,13, enquanto outros estudos mos- traram resultados menos consistentes entre os dois mé- todos10,14-17. O objetivo do sistema eXceed™ é tornar o consultório ortodôntico mais eficiente, auxiliando no diagnóstico e planejamento ortodôntico, simplificando processos e colaborando com clínicos e laboratórios na fabricação de dispositivos precisos para aplicações na técnica da colagem indireta e alinhadores estéticos.

O sistema eXceed™ permite a realização de setup ortodôntico, a escolha e posicionamento de bráquetes ortodônticos, a fim de se obter os melhores resultados no menor tempo possível, minimizando a necessidade de reposicionamento de acessórios e dobras de finali- zação nos arcos ortodônticos. No entanto, não existem estudos prévios que suportem o uso deste sistema para a prática diária na clínica. O objetivo deste estudo foi avaliar a acurácia e a precisão (reprodutibilidade) das ferramentas de mensuração e diagnóstico do eXceed™ e comparar com medições obtidas nos corresponden- tes modelos de gesso.

1 UNESP – Faculdade de Odontologia, Araraquara, Departamento de Materiais Odontológicos e Prótese.

2 The University of Texas Health Science Center at Houston School of Dentistry, Department of Orthodontics – Houston/Texas - Estados Unidos.

E-mail do autor: fernando.c.moreira@unesp.br Artigo recebido em: 08/08/2019

Artigo aprovado em: 12/11/2019

Como citar este artigo:

Moreira FC, Vaz LG, English JD, Jacob HB. Acurácia e confiabilidade de modelos digitais tridimensionais – validação do software eXceedTM. Orthod. Sci. Pract. 2019; 12(48):113-119.

DOI: 10.24077/2019;1248-113119