Summary
La mesure quantitative de l’usure est une méthode de plus en plus importante dans la mesure de la progression de l’usure des dents. Nous décrivons ici un protocole, sa précision et sa précision intra/inter-évaluateurs pour l’acquisition et la superposition de dentitions scannées in vivo répétées chez des patients présentant une usure modérée à sévère, rendant compte à la fois des mesures de taille et de volume.
Abstract
La mesure quantitative de l’usure est d’un intérêt croissant pour mesurer la progression de l’usure des dents. Cependant, la plupart des recherches sur la mesure quantitative de l’usure se sont concentrées sur l’usure simulée ou les moulages de gypse scannés. Un protocole d’analyse de l’usure 3D (3DWA) a été développé pour analyser l’usure des dents in vivo grâce à des scanners intra-oraux disponibles pour les cliniciens dentaires. Cette étude a examiné la précision du protocole 3DWA pour mesurer l’usure par perte de hauteur maximale (mm) et changement de volume (mm3). Les données d’usure prospective observationnelles de 55 patients ont été analysées après des intervalles de 0-1, 0-3 et 0-5 ans pour déterminer les taux d’usure, et des échantillons de commodité ont été choisis pour tester la précision du protocole sur les dentitions scannées deux fois en une seule séance et sa précision intra et inter-évaluateurs sur les scans avec des intervalles de 0-3 et 0-5 ans. Les scans ont été réalisés à l’aide de scanners intra-oraux (IOS) et superposés à l’aide d’un logiciel de mesure 3D. Des tests T ont été effectués pour déterminer l’erreur structurelle et aléatoire, et des plages tronquées ont été calculées pour interpréter l’erreur. Pour la précision du protocole, la différence moyenne était de 0,015 mm (-0,002; 0,032, p = 0,076) pour la taille et de -0,111 mm3 (-0,250; 0,023, p = 0,101) pour le volume. L’erreur de mesure en double était de 0,062 mm pour la hauteur et de 0,268 mm3 pour le volume. Les mesures de hauteur étaient suffisamment précises pour mesurer l’usure après des intervalles de 0-3 ou 0-5 ans; toutefois, les mesures de volume étaient sujettes à des erreurs de procédure et à la sensibilité de l’opérateur. Le protocole 3DWA est suffisamment précis pour mesurer adéquatement la perte de hauteur des dents après des intervalles d’au moins 3 ans ou chez les patients présentant une progression d’usure sévère, mais il n’est pas adapté à la mesure des changements volumétriques.
Introduction
L’usure des dents, bien qu’elle ne mette pas la vie en danger, peut avoir un impact négatif sur la qualité de vie des patients, tant physiologiquement que psychologiquement1. Il peut affecter la fonction masticatoire et esthétique, ainsi que la qualité de vie. La gravité de l’impact dépend de l’étiologie, de la progression et de la présentation de l’usure et peut varier considérablement d’un patient à l’autre2. L’impact de l’usure des dents devrait augmenter à l’avenir en raison de l’augmentation de l’espérance de vie humaine, des changements de mode de vie et des personnes conservant leurs dents naturelles plus longtemps3. Par conséquent, le diagnostic de l’usure des dents et la quantification de la progression de l’usure des dents revêtent une importance croissante dans la prestation de soins aux patients.
Malgré l’importance de mesurer l’usure des dents, les données quantitatives in vivo sur la quantité absolue d’usure des dents sont rares. Les résultats sur la progression de l’usure des dents sont souvent contradictoires en raison de la grande variation de la méthodologie utilisée. Plusieurs études ont montré des taux de progression relativement faibles chez les patients présentant une usure physiologique, avec une perte de taille rapportée comprise entre 11 et 29 μm par an et une perte de volume d’environ 0,04μm3 par an 4,5,6. En cas d’usure dentaire avancée ou d’habitudes parafonctionnelles existantes, des taux de progression beaucoup plus élevés ont été constatés, entre 68 et 140 μm par an 7,8,9. Ces mesures étaient basées sur des moulages de gypse et des matrices de plâtre moulés et effectuées avec un logiciel de balayage et de soustraction 3D variable ou des microscopes. Étant donné que ces méthodes ne sont pas disponibles ou pratiques dans la pratique dentaire, elles ne sont pas encore adaptées à une utilisation dans les soins cliniques. Cependant, la numérisation 3D intra-orale devient rapidement disponible dans la pratique dentaire générale, avec des avantages pour le patient et l’opérateur en termes de rapidité et de confort d’utilisation, associés à un stockage et à un partage de donnéesfaciles 10. Les données 3D peuvent également être utilisées pour la mesure quantitative de l’usure, dans laquelle des scans de dents ou de mâchoires sont superposés et la différence entre les scans est mesurée. Cela fournit une option quantitative pour mesurer la progression de la perte de matériau dentaire en hauteur ou en volume11,12.
Les résultats sur la précision (proximité de l’accord entre les mesures répliquées) et l’exactitude (la différence entre une quantité mesurée et sa valeur réelle) ont été variables lors de l’utilisation de scanners pour détecter et mesurer l’usure. La mesure quantitative de l’usure a été signalée comme étant une méthode qui prend beaucoup de temps et dont la précision et l’exactitude sont souvent inconnues ou insuffisantes, en particulier lorsqu’il s’agit d’une usure minimale13,14. D’autres ont indiqué que les scanners intra-oraux étaient suffisamment précis pour détecter et surveiller l’usure des dents, les zones de référence de superposition (le meilleur ajustement) et les paramètres logiciels affectant considérablement le résultat15,16.
Diverses méthodes ont été utilisées pour trouver le meilleur ajustement : 1) alignement des points de repère basé sur des points de repère tels que les tissus mous, les dents intactes adjacentes et les processus alvéolaires, 2) alignement standard le mieux ajusté avec le logiciel minimisant l’erreur de distance de maillage entre les nuages de données, ou 3) alignement de référence le mieux ajusté avec le meilleur ajustement effectué sur une sélection de zones choisies par l’opérateur. Il a été constaté que l’alignement de référence le mieux ajusté a la plus grande précision et exactitude15,17. La recherche montre que la précision et l’exactitude d’une mesure quantitative de l’usure augmentent lorsque des structures plus petites, telles que des dents simples, sont comparées, au lieu d’une arcade complète18,19. Deux systèmes automatisés utilisant des scans 3D et des mesures quantitatives de l’usure pour surveiller l’usure ont été introduits; L’un a été testé in vitro sur des arcades raccourcies ou des dents simples, tandis que l’autre a indiqué une certaine promesse d’utilisation in vivo pour les mesures volumétriques par rapport aux moulages scannésen laboratoire 20,21,22. La plupart de ces études sur l’exactitude et la précision sont basées sur des moulages scannés ou une usure simulée in vitro et ne sont donc pas facilement traduites en résultats cliniques. La recherche d’un protocole cliniquement réalisable pour effectuer des mesures quantitatives de l’usure après un balayage intra-oral in vivo serait donc une prochaine étape essentielle dans la surveillance de l’usure des dents15.
Au centre médical de l’Université Radboud à Nimègue, aux Pays-Bas, un protocole d’analyse de l’usure 3D (3DWA) utilisant un logiciel de mesure 3D a été développé pour mesurer l’usure des dents in vivo à l’aide d’un scanner intra-oral sur des patients présentant une usure dentaire modérée à sévère. Comme il est presque impossible de mesurer la précision in vivo, cet article se concentre sur la détermination de la précision du protocole 3DWA. En particulier, cette étude vise à 1) décrire la précision du scanner et du processus de numérisation (acquisition) et la superposition subséquente en superposant deux scans de la même dentition acquise dans la même session (précision du protocole). De plus, le protocole 3DWA a été testé pour 2) la précision intra et 3) inter-évaluateurs lors de la mesure de la progression de l’usure en hauteur (mm) et en volume (mm 3), sur des scans effectués à des intervalles de0-3 ou 0-5 ans. Les scans ont été effectués par voie intra-orale chez des patients présentant une usure modérée à sévère et la mesure quantitative de l’usure a été effectuée à l’aide du protocole 3DWA.
Pour vérifier l’accord entre les évaluateurs ayant différents types de formation, trois évaluateurs ont été sélectionnés et formés. Le Rater 1 était un doctorant, qui a reçu une formation approfondie sur l’exécution du protocole 3DWA et avait 1 an d’expérience dans l’analyse des scans avant d’exécuter indépendamment les mesures en double sélectionnées. Rater 2 était un étudiant de dernière année de maîtrise en médecine dentaire, qui a reçu le protocole et une explication du logiciel et, par la suite, a exécuté le protocole indépendamment. Rater 3 était une étudiante à la maîtrise en médecine dentaire, qui a reçu le protocole, une explication du logiciel et deux séances de formation de 3 heures, après quoi elle a exécuté indépendamment le protocole pour les mesures en double. Les évaluateurs ne disposaient pas d’informations cliniques sur les sujets autres que les scans avant l’analyse. Les scans ont été anonymisés et codés avant analyse par des chercheurs autres que les évaluateurs. Lors de l’analyse et de la mesure de l’usure des dents, les anciennes annotations des évaluateurs précédents étaient masquées avant l’analyse dans le logiciel. Les mesures des différents évaluateurs ont été initialement enregistrées dans différents fichiers.
Un groupe de 55 patients a été inclus dans le cadre d’une étude observationnelle prospective plus vaste sur la progression de l’usure des dents du projet Radboud Tooth Wear au département de dentisterie, Radboud University Medical Center, à Nimègue (Pays-Bas). Ces patients ont été scannés à l’admission, au rappel de 1 an, au rappel de 3 ans et au rappel de 5 ans. Des statistiques descriptives des scans disponibles du groupe de 55 patients ont été calculées concernant l’usure des dents après des intervalles de 0-1, 0-3 et 0-5 ans pour la taille (mm) et le volume (mm3) afin de comparer et d’interpréter les résultats de l’analyse de la précision de l’usure des dents en termes de pertinence clinique.
Pour calculer la précision du protocole, deux patients ont été choisis au hasard dans l’échantillon de 55 susmentionnés et ont demandé la permission de faire scanner leur dentition deux fois avec une pause de 15 minutes au lieu d’une fois lors d’un rendez-vous de rappel. Le protocole 3DWA a ensuite été exécuté par l’évaluateur 1. En raison du nombre élevé de mesures de hauteur et de volume sur deux dentitions (respectivement 65 pour la hauteur et 16 pour le volume par dentition), cela a été jugé satisfaisant pour estimer la précision de manière fiable. Pour calculer la précision au sein d’un évaluateur (intra-évaluateur : évaluateur 1), un patient a été sélectionné avec une usure modérée et répété 1 mois plus tard. Pour calculer la précision entre les évaluateurs (inter-évaluateurs : évaluateurs 1, 2 et 3), un échantillon de commodité de quatre patients a été sélectionné, deux patients présentant une progression modérée et deux patients présentant une progression sévère de l’usure. Les intervalles entre les scans sélectionnés étaient de 3 ou 5 ans. Les résultats entre les évaluateurs ont été calculés en comparant l’évaluateur 1 avec l’évaluateur 2 et l’évaluateur 1 avec l’évaluateur 3.
Protocol
L’approbation éthique institutionnelle du protocole a été obtenue (code ABR : NL31401.091.10).
Remarque : Les étapes suivantes décrivent le protocole 3DWA.
Figure 1 : Représentation visuelle des étapes de superposition et de mesure quantitative de l’usure. Cette figure a été modifiée à partir de K. Ning et al.23. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
1. Acquisition
Remarque : La procédure suivante a été utilisée pour scanner les dentitions.
- Isolez la dentition à l’aide d’écarteurs pour les lèvres, de tampons secs et d’éjecteurs de salive bouclés.
- Poudrer légèrement la dentition avant le balayage si nécessaire pour le scanner intra-oral utilisé.
- Scannez la dentition selon les instructions du fabricant. Reportez-vous au tableau des matériaux pour les produits utilisés.
2. Superposition
NOTE: La procédure suivante a été utilisée pour la superposition et la mesure quantitative de l’usure.
- Ouvrez le logiciel 3D (voir Tableau des matériaux). Ouvrez (ou importez) les anciens et nouveaux scans (fichier STL-/PLY) des mâchoires supérieure et inférieure.
- Sélectionnez les dents séparées.
- Sélectionnez un scan, puis utilisez Lasso Selection et Select Through pour sélectionner une dent. Enregistrez la dent séparée à l’aide de Outils > Nouveau > d’objet de la sélection. Sélectionnez Copier et coller et donnez un nom à l’objet (par exemple, 17_2016_Original).
- Répétez cette procédure pour chaque dent des mâchoires supérieure et inférieure, ainsi que pour les anciens et les nouveaux scans. Avant de choisir une nouvelle dent, désélectionnez d’abord la dent précédemment sélectionnée (cliquez sur le bouton droit de la souris, puis sur Effacer tout).
- Sélectionnez une dent spécifique dans le Gestionnaire de modèles (par exemple, 17_2016). Modifiez Sélectionner avec Sélectionner visible. Utilisez l’outil Lasso pour sélectionner les tissus mous et les zones de contact et supprimer (cliquez avec le bouton droit > Supprimer ou appuyez sur la touche Suppr du clavier) ces parties. Répétez cette opération pour toutes les dents individuelles.
- Calculez le meilleur ajustement par dent.
- Sélectionnez dans Model Manager l’ancienne numérisation et (en cliquant avec le bouton droit de la souris) définissez-la comme Définir la référence. De même, définissez la nouvelle analyse sur Définir le test. Sélectionnez l’analyse de référence et, dans l’onglet Alignement, choisissez Meilleur ajustement de l’alignement, définissez Élimination de la déviation sur 1, appuyez sur Appliquer, puis sur OK.
- Vérifiez la qualité du meilleur ajustement. Accédez à Analyse > Sélection par objet et créez une intersection perpendiculaire à la surface du côté buccal au côté palatin. Appuyez sur Compute. Une coupe transversale des deux balayages (lignes rouges et noires) deviendra visible. Vérifiez si le meilleur ajustement est correct et que le nouveau scan n’est pas superposé (supérieur) par rapport à l’ancien scan.
- Appuyez sur OK pour revenir à l’analyse.
REMARQUE: En option, le meilleur ajustement peut avoir besoin d’être amélioré lorsque les zones avec trop d’usure interfèrent avec l’obtention d’un meilleur ajustement approprié. Cette étape est décrite au point 2.3.3.1.- Désélectionnez les zones de l’ancienne et de la nouvelle numérisation présentant une perte matérielle importante à l’aide de l’outil Lasso . Sélectionnez des zones sur, si possible, au moins trois surfaces (buccale-palatine/linguale-occlusale). Répétez les étapes 2.3.1 à 2.3.3.
- Sélectionnez Analyse > Comparaison 3D pour créer un modèle colorisé de l’usure. Afin d’obtenir des facettes d’usure en tant que valeurs négatives dans les résultats, effectuez les étapes suivantes.
- Changez le spectre comme suit: Segment de couleur: 21; Max. Critique: 0,2 mm; Max. nominal: 0,02 mm; Min. nominal: -0,02 mm; Min. Critique: -0,2 mm; Décimales: 3.
- Cliquez sur Appliquer , puis sur OK. Le résultat de la comparaison 3D est présenté dans le gestionnaire de modèles.
REMARQUE: La diminution de la hauteur (usure) est indiquée en bleu et l’augmentation de la hauteur est indiquée en jaune-rouge. Les surfaces sans modification sont indiquées en vert. Les surfaces que le logiciel n’a pas pu calculer en raison d’une perte importante sont indiquées en gris. Dans ce cas, l’étape 3.2 est suivie au lieu de l’étape 3.1.
3. Mesure quantitative de l’usure : hauteur
- Mesurez la perte de hauteur verticale.
- Cliquez sur Set Result (Définir le résultat ) sur la dent ajustée et comparée. Accédez à Créer des annotations dans l’onglet Analyse . Définissez le rayon de déviation sur 0,1 mm. Sélectionnez la zone avec la plus grande usure (point bleu le plus foncé) et cliquez sur OK pour revenir aux scans.
- Utilisez Modifier le spectre pour augmenter ou diminuer la valeur de Max Critical lorsque la zone bleue la plus foncée est trop grande pour déterminer le point d’usure le plus élevé. Il change la couleur, ce qui donne un point clair de bleu foncé.
- Exportez la valeur de l’annotation sur le point d’usure le plus élevé vers le système de données.
- Déterminez la perte de matière verticale sur les images 2D avec des dimensions 2D (méthode de comparaison 2D ).
- Définissez l’ancienne analyse comme analyse de référence et la nouvelle analyse comme analyse de test.
- Effectuez plusieurs coupes transversales (analyse > section par objet > calcul > OK) sur les emplacements/cuspides présentant la plus grande perte de matériau (utilisez le résultat de comparaison 3D pour déterminer l’emplacement).
- Cliquez sur Test de numérisation, puis sélectionnez Dimensions 2D sous l’onglet Analyse . Dans Contrôle de la vue, sélectionnez la coupe montrant la différence de hauteur la plus élevée dans la zone à mesurer.
- Sélectionnez Parallels pour Type de dimension.
- Dans Méthodes de sélection, cliquez sur Tester. Faites une marque sur l’analyse de test à l’emplacement de l’usure la plus importante, puis cliquez sur REF dans les méthodes de sélection et marquez l’analyse de référence. Cliquez sur un point sélectionné (la plus grande quantité d’usure) pour obtenir le résultat et l’exporter vers le système de données, puis cliquez sur OK.
4. Mesure quantitative de l’usure : Volume
- Couper les dents
- Sélectionnez la dent à comparer. Faites un clic droit sur le scan, puis cliquez sur Dupliquer pour faire des copies de l’ancien et du nouveau scans de la dent à mesurer. Supprimez les automatisations de la copie en sélectionnant Automatisations, en cliquant dessus avec le bouton droit, puis en cliquant sur Supprimer. Sélectionnez les deux copies de l’ancien et du nouveau scans de la dent.
- Accédez à Polygones et sélectionnez Ajuster avec plan. Coupez les zones interdentaires puis les zones cervicales en créant des intersections, ne laissant qu’une surface occlusale fermée. Découpez en dessinant l’intersection, ce qui donne une zone sélectionnée rouge et une zone bleue non sélectionnée divisée par l’intersection.
- Cliquez sur Plan d’intersection, Supprimer la sélection, puis Fermer l’intersection et OK pour couper la zone sélectionnée sur les surfaces interdentaire et cervicale et créer un volume fermé. Si nécessaire, inversez d’abord la zone sélectionnée si le logiciel sélectionne le côté occlusal à supprimer.
REMARQUE: Dans le cas où l’erreur « l’intersection ne peut pas être fermée » apparaît, il y a un trou dans l’intersection choisie l’empêchant d’être fermée . Ajustez légèrement l’intersection choisie pour résoudre ce problème.
- Fermez les (petits) trous restants.
- Fermez les petits trous dans les numérisations en sélectionnant Remplir tout. Les trous sélectionnés sont marqués d’une bordure verte et, après remplissage, ils deviendront rouges.
- S’il y a trop ou trop de trous empêchant la mesure du volume, excluez la dent.
- Mesurez les volumes des deux objets.
- Accédez à Analyse > volume de calcul. Si le volume est égal à 0, cela signifie qu’un trou est toujours présent dans l’objet.
- Exportez les valeurs de l’ancien et du nouveau volume vers le système de données préféré.
5. Analyse statistique
- Calculez la précision du protocole à l’aide d’un test T à un échantillon, déterminant l’erreur structurelle et aléatoire pour la hauteur (mm) et le volume (mm3).
REMARQUE : L’erreur aléatoire a une moyenne nulle et est appelée erreur de mesure en double (DME). Comme l’OMD est présent deux fois dans des mesures répétées, l’OMD a été calculé comme l’écart-type des différences divisé par √2. - Calculez l’intra et l’inter-précision avec le test T apparié, à partir duquel la corrélation, l’erreur structurelle et le DME sont rapportés.
- Pour visualiser l’accord, procurez-vous des tracés Bland-Altman et violon.
- Pour comparer et interpréter les résultats, utilisez les plages rognées (P90 moins P10) calculées à partir du groupe plus important de 55 patients concernant l’usure des dents après des intervalles de 0-1, 0-3 et 0-5 ans pour la taille (mm) et le volume (mm3).
NOTE : Ces fourchettes ont été légèrement réduites pour mettre l’accent sur la plage des observations plus normales ou moins normales, alors qu’une plage complète serait déterminée par des observations très spécifiques.
Representative Results
Au cours de l’analyse des données, la différence de hauteur maximale entre les surfaces occlusales a été mesurée. Pour les molaires, trois ou quatre cuspides ont été mesurées et, pour les prémolaires, deux cuspides ont été mesurées. Pour les dents antérieures maxillaires, le bord incisif et la surface palatine ont été mesurés, et, pour les dents antérieures mandibulaires, le bord incisif a été mesuré. Cela a donné un maximum de 65 emplacements mesurés par dentition. La différence de volume de la surface occlusale a été mesurée sur les dents postérieures seulement, ce qui a donné un maximum de 16 observations par dentition.
Les dents avec restaurations sur plus de 75% de la surface mesurée ont été exclues, ainsi que les troisièmes molaires. Sur les surfaces avec des restaurations partielles, la hauteur a été mesurée sur le matériau de la dent. Les différences de hauteur clairement causées par des artefacts tels que la mise en commun de la salive ont été exclues en tant que surface, ou la mesure a été effectuée ailleurs sur la surface. Les autres raisons de l’exclusion des surfaces ou des dents étaient l’absence de dents, l’insuffisance du meilleur ajustement ou l’incomplète des données (grandes lacunes dans le scan). Les résultats négatifs (usure inverse ou « croissance », ce qui est cliniquement impossible) sur les dents et les surfaces incluses n’ont pas été utilisés pour une analyse statistique plus approfondie, sauf lors du calcul de la précision du protocole, pour lequel les différences, à la fois négatives et positives, ont été notées.
Tableau 1 : Résultats de l’analyse de la précision des mesures d’usure des dents pour la hauteur et le volume. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
Précision : différences structurelles
Les données pour la précision du protocole ont été visualisées dans des tracés de violon (Figure 2 et Tableau 1). Les données pour la précision intra et inter-évaluateurs ont été visualisées dans des graphiques de Bland Altman (figure 3 et tableau 1). Pour la taille, une différence statistiquement significative a été trouvée entre R1 et R3, ce qui n’est pas cliniquement significatif, comme on peut le voir sur l’ensemble de l’intervalle de confiance (IC) proche de 0. En ce qui concerne le volume, il est important de noter que, pour la précision intra-évaluateur, 50 % des dents mesurées ont dû être exclues de l’analyse en raison de mesures négatives (p. ex., « croissance ») indiquant l’inopérabilité.
Figure 2 : Tracés du violon pour (A) hauteur (mm) et (B) volume (mm3) pour la précision du protocole. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Tracés d’Alman fades pour la précision intra-évaluateur (A,D) et (B,C,E,F) inter-évaluateurs pour la hauteur (B-C) et le volume (E-F). La ligne continue indique la différence moyenne et les lignes pointillées indiquent les limites de l’accord. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Précision : erreur aléatoire
En ce qui concerne l’EMD pour la hauteur, il y avait des DME similaires pour la précision du protocole et la précision inter-évaluateurs et un DME beaucoup plus faible pour la précision intra-évaluateur. La corrélation était élevée et similaire pour la précision inter-évaluateurs, très élevée pour la précision intra-évaluateur, et ne pouvait pas être calculée pour la précision du protocole. L’entraînement semblait avoir peu d’effet lorsqu’on examinait l’EMD et la corrélation pour la taille. En ce qui concerne le volume, il y avait de grandes différences entre la précision du protocole, la précision inter-évaluateurs et les résultats de précision intra-évaluateur.
Afin d’interpréter les différences structurelles et aléatoires décrites dans le tableau 1, il est important de connaître la plage de mesures de taille et de volume à prévoir après plusieurs années chez les patients présentant une usure modérée à sévère, qui sont décrites dans le tableau 2.
Tableau 2 : Plages rognées dérivées du groupe plus large de patients usés à des intervalles de 0-1, 0-3 et 0-5 ans et la différence moyenne et l’OMD exprimées en pourcentages de la plage tronquée. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
Interprétation des résultats :
La comparaison des résultats pour la taille à la plage d’usure ajustée observée dans un groupe de 55 patients présentant une usure dentaire modérée à sévère a donné de petites différences structurelles (différence moyenne) pour tous les intervalles et tous les tests. Pour le DME, il y avait de grandes différences entre les intervalles 0-1 et 0-3 ou 0-5 pour tous les tests, ce qui indique que, pour des intervalles courts (progression de l’usure limitée), le protocole n’est pas assez précis, mais, pour des intervalles plus longs (ou des taux de progression d’usure plus élevés), la précision est adéquate.
En ce qui concerne le volume, les différences structurelles étaient faibles sur tous les intervalles, à l’exception des résultats comparant l’évaluateur 1 et l’évaluateur 3. Pour le DME, il y avait de grandes différences entre les intervalles 0-1 et 0-3 ou 0-5 pour tous les tests. Malgré de bons résultats pour la précision du protocole, il y avait de grandes différences entre les opérateurs, un nombre élevé de valeurs aberrantes et de nombreuses dents exclues en raison de la « croissance » mesurée, indiquant une mauvaise performance du protocole en ce qui concerne le volume, même pour des intervalles plus longs.
La différence entre la précision du protocole et l’intra-précision est due à des différences de méthode; Pour calculer la précision du protocole, les dents ont été scannées au cours de la même session. Aucune usure n’a eu lieu entre les scans, ce qui a permis d’obtenir un excellent meilleur ajustement. Par conséquent, la précision de la hauteur a été déterminée principalement par des gouttelettes de salive et de poudre à balayage créant de minuscules pointes, provoquant une grande différence de hauteur lors de la mesure du point le plus élevé de la surface (figure 4). Pour calculer l’accord intra-évaluateur, les scans ont été utilisés avec un intervalle de 5 ans entre eux, ce qui a entraîné la présence d’usure qui augmente la difficulté d’effectuer le meilleur ajustement. Cependant, seule l’usure a été mesurée et on a suspecté des résidus de salive ou de poudre ou des zones avec des restaurations ou des évasements possibles (distorsion sur les bords scannés de la dent; Graphique 5) ont été évitées, augmentant ainsi la précision.
Étant donné que le volume est calculé pour toute la zone occlusale et non par des mesures localisées, il est beaucoup moins affecté par des gouttelettes occasionnelles de salive que la hauteur lors de la mesure de la précision du protocole. On s’attendrait à ce que l’intra-précision soit inférieure à la précision du protocole pour le volume, car elle est affectée par la procédure de meilleur ajustement, qui, à son tour, est rendue plus difficile par l’usure entre les balayages. Cela affecte toute la zone occlusale d’une dent et, en outre, les zones de salive, de poudre, de restaurations et d’évasement ne peuvent pas être désélectionnées ou ignorées contrairement à la mesure de la hauteur. Cependant, les résultats pour la précision intra-évaluateur et la précision du protocole pour le volume étaient similaires en raison d’une seule valeur aberrante diminuant la précision du protocole.
En analysant les données de taille sur la progression de l’usure comparant l’évaluateur 1 à l’évaluateur 2, il est devenu évident que, pour la taille, un groupe de valeurs aberrantes pouvait être attribué à deux facteurs : 1) les mesures sur les dents présentant une usure sévère ont été effectuées avec la méthode de comparaison 2D (étape 3.2), au lieu de la comparaison 3D (étape 3.1), et 2) un ensemble de mesures a été effectué à tort sur la salive regroupée, qui a été confondue avec l’usure par l’évaluateur 2 (figure 6). Les données ont donc été divisées en 3 groupes et analysées séparément : « salive », « normal » et « 2D Compare » (Figure 6A). L’évaluateur 3 (formé) n’a effectué aucune mesure sur la salive regroupée, ce qui prouve que l’entraînement a été efficace à cet égard (figure 6B).
En comparant les hauteurs des annotations (« normales ») et des mesures 2D manuelles (2D Compare) pour l’évaluateur 1, les mesures « normales » présentaient une différence de hauteur moyenne de 0,132 mm, avec N = 223, un écart-type de 0,112 et une plage : -0,001 ; 0,847, et les mesures 2D Compare avaient une différence de hauteur moyenne de 0,557 mm, avec N = 5, un écart type de 0,160, et une plage: 0,351; 0,743, indiquant que les mesures de comparaison 2D étaient dans une plage plus élevée avec un écart-type plus élevé que les mesures normales
Figure 4 : Exemple de pointes salivaires sur les dents sans usure (zones jaunes incisives) et usure causée par des artefacts (zone bleue linguale indiquant soit un évasement, soit un calcul enlevé). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Exemple de regroupement de salive dans les fissures (bleu) et de pointe salivaire (rouge-orange) sur les cuspides mésio-palatines et buccales. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Diagrammes de dispersion pour la mesure des changements de hauteur avec des points colorés indiquant des groupes de mesures (« salive », « normal » et « 2D Compare »). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Discussion
Protocole des étapes critiques :
Il a été démontré que le protocole 3DWA fournit des mesures de hauteur précises avec d’excellents accords inter et intra-accords. Pour les mesures de volume, cependant, le protocole n’est pas adapté. Les principaux facteurs déterminant la précision de l’acquisition et de la superposition étaient l’isolation pendant la numérisation et la recherche du meilleur ajustement tout en superposition. La superposition est simple si les dents n’ont pas changé, mais devient de plus en plus difficile lorsque l’usure progresse, surtout si l’usure n’est pas facile à localiser mais touche de grandes sections de la surface.
Dans une situation clinique, l’usure négative (croissance) peut simplement être ignorée, comme cela a été fait dans cette étude, car il s’agit d’un résultat impossible. Les erreurs de balayage, telles que les gouttelettes de salive, l’épaisseur du revêtement en poudre ou l’évasement sont problématiques même dans les dents inchangées et peuvent ne pas toujours être facilement détectables, ce qui contribue à l’erreur de mesure.
Modifications et dépannage de la méthode
Effectuer la procédure la mieux ajustée
Lors de l’exécution d’une procédure d’ajustement optimal sur des dents avec usure, l’algorithme derrière la valeur quadratique moyenne (RMS) rendra toujours la distance moyenne entre les points de la maille aussi proche de zéro que possible. Dans les dents avec progression de l’usure, cela peut entraîner une diminution de la distance dans les zones avec usure et une augmentation des zones sans ou avec moins d’usure. Cela entraînera une sous-estimation de l’usure des surfaces avec usure. Étant donné qu’il s’agit d’une population présentant une usure modérée à sévère, la réalisation d’un alignement standard du meilleur ajustement suivi de la désélection des zones occlusales présentant des facettes d’usure claires et de la répétition de l’alignement du meilleur ajustement a presque toujours donné lieu à un meilleur ajustement par rapport à l’alignement standard du meilleur ajustement, ce qui est également soutenu par la littérature antérieure15,17 . Il est important que seules les surfaces occlusales avec usure soient désélectionnées afin que le plus grand nombre possible de surfaces coronales soient disponibles pour la procédure de meilleur ajustement, ci-après appelée « technique d’ajustement basée sur la référence modifiée »22. Les difficultés à obtenir le meilleur ajustement dans cette population expliquent la différence de précision entre les mesures de hauteur et de volume. Si la procédure de meilleur ajustement entraîne un alignement imparfait, cela affectera la différence de volume de la dent relativement plus que les mesures de hauteur. De plus, les endroits avec des artefacts tels que la salive peuvent être évités dans les mesures de hauteur, mais pas dans les mesures de volume.
Sélection du point d’usure le plus élevé
Certaines valeurs aberrantes sont restées malgré l’entraînement, causées par divers facteurs tels que des désaccords dus à une anatomie peu claire, à l’usure ou à des restaurations, et n’ont pas pu être évitées en ajustant le protocole. Un point d’amélioration a été atteint en éditant le spectre de couleurs représentant l’usure, qui est représenté par une zone bleue. En modifiant le spectre, les zones d’usure bleu foncé pourraient être réduites à un point bleu foncé, en identifiant l’emplacement avec la plus grande quantité d’usure, ce qui a diminué la sensibilité de l’opérateur dans le choix de l’emplacement de l’usure la plus élevée.
Mesure du volume par rapport à la mesure de la hauteur
La précision des mesures de volume était insuffisante pour la mesure clinique de l’usure des dents. Cela est dû, tout d’abord, à la question susmentionnée concernant le meilleur ajustement. Une légère déviation de l’ajustement peut entraîner une grande différence entre les dents superposées. Deuxièmement, la salive, les restaurations, la poudre et d’autres artefacts possibles sont mesurés par le logiciel en tant que changements de volume, bien qu’il ne s’agisse pas d’usure réelle. Troisièmement, le choix de la surface pour les changements volumétriques peut être influencé par la taille, la forme et les surfaces scannées des dents. Quatrièmement, l’algorithme logiciel peut être trop imprécis lors du remplissage des trous ou du calcul du volume pour détecter avec précision les changements de volume. Étant donné que le calcul du changement de volume se fait automatiquement après avoir effectué le meilleur ajustement, l’imprécision des mesures de volume n’a pas entraîné de modifications du protocole autres que l’amélioration du meilleur ajustement. Théoriquement, la mesure des changements volumétriques serait préférable, car les changements volumétriques ne sont pas affectés par les valeurs aberrantes dans des points de données uniques ou par de grandes sections de la zone inchangées par l’usure, comme les mesures de hauteur12,17. Cependant, les changements volumétriques dépendent de la taille de la dent, ce qui devrait être pris en compte lors de la déclaration du changement volumétrique15. De plus, la mesure de la hauteur peut être utile pour obtenir une bonne impression des processus d’usure sur la surface. Il est essentiel pour les recherches futures de se concentrer sur les méthodes permettant de mesurer avec précision les changements de hauteur et de volume afin de déterminer la progression de l’usure des dents.
Forces et limites du protocole
Ce protocole est basé sur une méthode reproductible au fauteuil; Par conséquent, les résultats se traduisent par ce à quoi les cliniciens pourraient s’attendre lorsqu’ils recherchent une méthode pour surveiller l’usure à l’aide de scanners intra-oraux. Le protocole 3DWA s’est avéré précis et, en outre, les niveaux d’usure trouvés chez les patients présentant une progression de l’usure plus ou moins élevée (tableau 2) étaient similaires à ceux trouvés dans la littérature, suggérant une précision élevée ainsi que 4,5,7,8,9.
Les limites sont également les limites auxquelles un clinicien serait confronté: facteurs liés au patient tels que l’ouverture limitée de la bouche, la présence de salive ou de poudre à balayage (selon le type de scanner) et les artefacts de numérisation possibles ou les erreurs logicielles entraînant une erreur aléatoire (62 μm au niveau de la surface), ce qui est assez important par rapport à la quantité d’usure à laquelle on pourrait s’attendre après un an chez les patients présentant une usure dentaire sévère (entre 68 et 140 μm par an) ou chez les patients présentant une usure physiologique d’environ 30 μm par an 4,5,6,7,8,9. Cependant, l’erreur de mesure en double devient beaucoup moins significative lorsque la plage d’usure augmente, soit en raison d’un intervalle plus long, soit en raison d’une usure dentaire plus sévère et progressant rapidement. Deuxièmement, à des fins de recherche, les mesures peuvent être répétées pour réduire le DME. Troisièmement, les scanners et les systèmes de numérisation sont constamment révisés et mis à jour, et la précision ne devrait qu’augmenter à l’avenir, ce qui crée davantage de possibilités de mesures précises de hauteur et de volume.
Bien que le protocole 3DWA fournisse des informations utiles et fiables sur la progression de l’usure dentaire dans la recherche, il est probablement encore trop long et coûteux pour être appliqué dans les soins cliniques standard. Le logiciel nécessaire à la mesure quantitative de l’usure n’est pas facilement disponible pour les chercheurs, et encore moins pour les cliniciens dentaires10. La comparaison des dentitions complètes peut prendre entre 3 et 6 heures, selon l’expérience de l’évaluateur et la gravité de l’usure. Par conséquent, les auteurs estiment qu’une prochaine étape essentielle dans l’amélioration des soins aux patients est l’automatisation de ce protocole 3DWA validé, ce qui le rendrait plus rapide et plus rentable. Différentes approches, telles que l’utilisation de dents index au lieu de mesurer toutes les dents et les cuspides pour déterminer la progression de l’usure, peuvent également être utilisées13.
L’importance de la méthode par rapport aux méthodes existantes/alternatives
Ce protocole fournit des données plus quantifiables, objectives et précises sur la progression de l’usure des dents par rapport aux méthodes quantitatives plus couramment utilisées telles que l’indice d’usure des dents (TWI), le système d’évaluation de l’usure des dents (TWES) ou l’examen de base de l’usure érosive (BEWE)24,25,26. Il s’agit de la première étude réalisée sur tous les scans in vivo directs sans utiliser de scanners de laboratoire ou d’empreintes numérisées pour évaluer l’usure. Dans cette étude, une précision adéquate du protocole et une excellente précision intra-évaluateur ont été trouvées lors de la mesure de la taille. Il n’y avait qu’une légère différence entre les évaluateurs, ce qui n’entraînerait pas le diagnostic erroné des patients comme ayant une usure modérée à sévère stable ou progressive. Cette méthode n’a pas été en mesure de fournir des mesures précises des changements volumétriques, ce que des recherches antérieures ont montré plus fiable, et, dans ce domaine, d’autres recherches doivent être effectuées15.
La précision de protocole identifiée de 0,062 mm (erreur aléatoire, ou DME) pour la hauteur n’est pas le seul facteur à considérer lorsque vous essayez de déterminer la précision du protocole pour une mesure donnée. Les erreurs systématiques sont suffisamment minimes pour être écartées; Cependant, l’erreur aléatoire de 0,062 est aléatoire et, par conséquent, pas la même pour toutes les mesures. Cela exclut l’existence d’un seuil simple de précision minimale. Dans un contexte de recherche avec de nombreuses mesures répétées, l’effet de l’erreur aléatoire est minime. Chez un patient individuel, cependant, l’erreur aléatoire entre en vigueur. L’importance d’une erreur aléatoire de 0,062 mm dépend de la valeur réelle de la perte de hauteur qui signifie une usure pathologique des dents. Le seuil choisi combiné au DME détermine la probabilité d’une mesure mesurant l’usure pathologique des dents là où il n’y en a pas et vice versa. Par exemple, pour un patient individuel, si un seuil de 0,070 mm d’usure dentaire par an est déterminé comme pathologique et que 0,030 mm d’usure dentaire par an est considéré comme physiologique, un OMD de 0,062 mm donne une probabilité de 26% que la valeur identifiée soit supérieure à 0,070 mm lorsque la valeur réelle est de 0,030 mm, classant ainsi faussement un patient comme ayant une usure pathologique. Cependant, après 3 ans, le seuil d’usure pathologique serait de 0,210 mm. Ensuite, avec une valeur réelle de 0,090 mm (par 3 ans), il n’y a que 2,6% de chances que la valeur trouvée soit supérieure à la valeur seuil. Par conséquent, il est recommandé de mesurer l’usure des dents après plusieurs années chez les patients présentant une usure modérée, ou à un intervalle plus court avec une progression suspectée plus élevée, afin de déterminer précisément l’usure individuelle.
De plus, il est très difficile de comparer la précision trouvée avec les valeurs précédemment déclarées. Bien que de nombreuses études aient été réalisées sur la précision et l’exactitude des scanners, la technique spécifique utilisée dans cette étude, scanner une arcade complète (ce qui réduit la précision) mais comparer des dents simples (ce qui augmente la précision), rend impossible la comparaison de valeurs données sur des arcades complètes et des dents simples18. Dans les recherches menées sur la progression de l’usure des dents, la précision rapportée était basée sur des résultats in vitro sur une usure simulée ou réalisée avec des lasers ou des scanners de laboratoire, et, en tant que telle, est difficile à comparer avec les résultats de cette étude et moins pertinente dans un contexte clinique 6,14,17,20,21.
Importance de l’application
Dans l’ensemble, ces résultats indiquent que la mesure quantitative de l’usure des scans intra-oraux est une méthode réalisable et précise pour quantifier la progression de l’usure en hauteur. Le résultat semble indépendant de l’expérience de l’opérateur et d’une formation limitée au protocole. Cela présente de grands avantages dans la recherche, tels que la possibilité de quantifier et de surveiller l’usure et de stocker des informations numériquement dans les dossiers des sujets. Ce protocole serait utile dans la pratique clinique dans la gestion de l’usure des dents pour déterminer les options de traitement, sensibiliser et améliorer les soins centrés sur le patient. Bien qu’elles prennent actuellement trop de temps à réaliser, les versions modifiées du protocole pour la pratique clinique, telles que la mesure des dents index au lieu des dentitions complètes, peuvent atténuer ce problème, ainsi que l’automatisation du protocole. Ce sera une étape importante vers un avenir où les patients seront scannés régulièrement dans le cadre des soins standard, avec un logiciel de diagnostic des zones avec progression de l’usure.
Disclosures
Les auteurs ont déclaré explicitement qu’il n’y a pas de conflits d’intérêts liés à cet article.
Acknowledgments
Cette étude a été financée en partie par le Dutch Journal of Dentistry (Stichting Bevordering Tandheelkundige Kennis, NTVT BV).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dry Tips | Microbrush International | 273-DTL | Dry pad to cover buccal mucosa |
| GeoMagic Qualify | 3D Systems | Measurement, comparison and reporting software tool for first-article and automated inspection processes | |
| High Resolution Scanning Spray Powder | 3M ESPE | 42295100 | Powder to cover to-be scanned surfaces |
| High Resolution Sprayer | 3M | 42295100 | Sprayer for scanning powder |
| Lava Chairside Oral Scanner | 3M ESPE | 68901 | Intra Oral Scanner |
| Mobile True Definition Scanner | 3M | M06-6060 | Mobile Intra Oral Scanner |
| OptraGate | Ivoclar Vivadent | 49294 | Flexible lip and cheek retractor |
| Saliva Ejector HYGOFORMIC | Pulpdent | SV-6075 | Intra Oral Scanning Aids in tongue retraction and suction for mandibular scanning |
| True Definition Scanner | 3M | M06-6000 | Intra Oral Scanner |
References
- Mehta, S. B., Loomans, B. A. C., Banerji, S., Bronkhorst, E. M., Bartlett, D. An investigation into the impact of tooth wear on the oral health related quality of life amongst adult dental patients in the United Kingdom, Malta and Australia. Journal of Dentistry. 99, 103409 (2020).
- Sterenborg, B., et al. The influence of management of tooth wear on oral health-related quality of life. Clinical Oral Investigations. 22 (7), 2567-2573 (2018).
- Wetselaar, P., Vermaire, J. H., Visscher, C. M., Lobbezoo, F., Schuller, A. A. The prevalence of tooth wear in the Dutch adult population. Nederlands Tijdschrift voor Tandheelkunde. 125 (4), 205-213 (2018).
- Pintado, M. R., Anderson, G. C., DeLong, R., Douglas, W. H. Variation in tooth wear in young adults over a two-year period. Journal of Prosthetic Dentistry. 77 (3), 313-320 (1997).
- Lambrechts, P., Braem, M., Vuylsteke-Wauters, M., Vanherle, G. Quantitative in vivo wear of human enamel. Journal of Dental Research. 68 (12), 1752-1754 (1989).
- Rodriguez, J. M., Austin, R. S., Bartlett, D. W. In vivo measurements of tooth wear over 12 months. Caries Research. 46 (1), 9-15 (2012).
- Bartlett, D. W., Blunt, L., Smith, B. G. Measurement of tooth wear in patients with palatal erosion. British Dental Journal. 182 (5), 179-184 (1997).
- Al-Omiri, M. K., Sghaireen, M. G., Alzarea, B. K., Lynch, E. Quantification of incisal tooth wear in upper anterior teeth: conventional vs new method using toolmakers microscope and a three-dimensional measuring technique. Journal of Dentistry. 41 (12), 1214-1221 (2013).
- Ahmed, K. E., et al. Clinical monitoring of tooth wear progression in patients over a period of one year using CAD/CAM. The International Journal of Prosthodontics. 30 (2), 153-155 (2017).
- Mangano, F., Gandolfi, A., Luongo, G., Logozzo, S. Intraoral scanners in dentistry: a review of the current literature. BMC Oral Health. 17 (1), 149 (2017).
- Meireles, A. B., et al. Dental wear estimation using a digital intra-oral optical scanner and an automated 3D computer vision method. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 19 (5), 507-514 (2016).
- DeLong, R. Intra-oral restorative materials wear: rethinking the current approaches: how to measure wear. Dental Materials. 22 (8), 702-711 (2006).
- O'Toole, S., et al. Quantitative tooth wear analysis of index teeth compared to complete dentition. Journal of Dentistry. 97, 103342 (2020).
- Kumar, S., Keeling, A., Osnes, C., Bartlett, D., O'Toole, S. The sensitivity of digital intraoral scanners at measuring early erosive wear. Journal of Dentistry. 81, 39-42 (2019).
- Gkantidis, N., Dritsas, K., Ren, Y., Halazonetis, D., Katsaros, C. An accurate and efficient method for occlusal tooth wear assessment using 3D digital dental models. Scientific Reports. 10 (1), 10103 (2020).
- Witecy, C., Ganss, C., Wöstmann, B., Schlenz, M. B., Schlenz, M. A. Monitoring of erosive tooth wear with intraoral scanners in vitro. Caries Research. 55 (3), 215-224 (2021).
- O'Toole, S., Osnes, C., Bartlett, D., Keeling, A. Investigation into the accuracy and measurement methods of sequential 3D dental scan alignment. Dental Materials. 35 (3), 495-500 (2019).
- Abduo, J., Elseyoufi, M. Accuracy of intraoral scanners: A systematic review of influencing factors. European Journal of Prosthodontics and Restorative Dentistry. 26 (3), 101-121 (2018).
- Winkler, J., Gkantidis, N. Trueness and precision of intraoral scanners in the maxillary dental arch: an in vivo analysis. Scientific Reports. 10 (1), 1172 (2020).
- Michou, S., Vannahme, C., Ekstrand, K. R., Benetti, A. R. Detecting early erosive tooth wear using an intraoral scanner system. Journal of Dentistry. 100, 103445 (2020).
- O'Toole, S., Osnes, C., Bartlett, D., Keeling, A. Investigation into the validity of WearCompare, a purpose-built software to quantify erosive tooth wear progression. Dental Materials. 35 (10), 1408-1414 (2019).
- O'Toole, S., et al. Influence of scanner precision and analysis software in quantifying three-dimensional intraoral changes: two-factor factorial experimental design. Journal of Medical Internet Research. 22 (11), 17150 (2020).
- Ning, K., et al. Wear behavior of a microhybrid composite vs. a nanocomposite in the treatment of severe tooth wear patients: A 5-year clinical study. Dental Materials. 37 (12), 1819-1827 (2021).
- Smith, B. G., Knight, J. K. An index for measuring the wear of teeth. British Dental Journal. 156 (12), 435-438 (1984).
- Wetselaar, P., Lobbezoo, F. The tooth wear evaluation system: a modular clinical guideline for the diagnosis and management planning of worn dentitions. Journal of Oral Rehabilitation. 43 (1), 69-80 (2016).
- Bartlett, D., Ganss, C., Lussi, A. Basic Erosive Wear Examination (BEWE): a new scoring system for scientific and clinical needs. Clinical Oral Investigations. 12, Suppl 1 65-68 (2008).
