Præcision af in vivo kvantitativ tandslidmåling ved hjælp af intra-orale scanninger

Summary

Kvantitativ slidmåling er en metode med stigende betydning til måling af tandslidprogression. Vi beskriver her en protokol, dens præcision og dens intra/inter-rater præcision til erhvervelse og overlejring af gentagne in vivo scannede tandproteser hos patienter med moderat til svær slitage, rapportering om både højde- og volumenmålinger.

Abstract

Kvantitativ slidmåling er af stigende interesse for måling af tandslidprogression. Imidlertid har de fleste undersøgelser af kvantitativ slidmåling fokuseret på simuleret slid eller scannede gipsafstøbninger. Der er udviklet en 3D-slidanalyse (3DWA) protokol, der analyserer tandslid in vivo gennem intra-orale scannere, der er tilgængelige for tandklinikere. Denne undersøgelse undersøgte præcisionen af 3DWA-protokollen til måling af slid gennem maksimalt højdetab (mm) og volumenændring (mm³). Observationsdata fra 55 patienter blev analyseret efter intervaller på 0-1, 0-3 og 0-5 år for at bestemme slidhastigheder, og der blev valgt bekvemmelighedsprøver til at teste protokollens præcision på tandproteser scannet to gange i et møde og dens intra- og inter-rater-præcision på scanninger med 0-3- og 0-5-års intervaller. Scanninger blev foretaget ved hjælp af intra-oral scannere (IOS) og overlejret ved hjælp af 3D-målesoftware. T-tests blev udført for at bestemme den strukturelle og tilfældige fejl, og trimmede intervaller blev beregnet til at fortolke fejlen. For protokolpræcision var den gennemsnitlige forskel 0,015 mm (-0,002; 0,032, p = 0,076) for højde og -0,111 mm³ (-0,250; 0,023, p = 0,101) for volumen. Den dobbelte målefejl var 0,062^{mm for højde} og 0,268 mm 3 for volumen. Højdemålingerne var præcise nok til at måle slid efter intervaller på 0-3 eller 0-5 år; volumenmålinger var imidlertid modtagelige for procedurefejl og operatørfølsomhed. 3DWA-protokollen er præcis nok til tilstrækkeligt at måle tab af tandhøjde efter intervaller på mindst 3 år eller hos patienter med svær slidprogression, men den er ikke egnet til måling af volumetriske ændringer.

Introduction

Tandslid, selvom det ikke er livstruende, kan påvirke patienternes livskvalitet negativt, både fysiologisk og psykologisk¹. Det kan påvirke tygge- og æstetisk funktion samt livskvaliteten. Sværhedsgraden af virkningen afhænger af ætiologien, progressionen og præsentationen af sliddet og kan variere meget mellem patienter². Virkningen af tandslid forventes at stige i fremtiden på grund af øget forventet levetid for mennesker, livsstilsændringer og mennesker, der bevarer deres naturlige tænder i længere tid³. Derfor er diagnosticering af tandslid og kvantificering af udviklingen af tandslid af stigende betydning for at yde patientpleje.

På trods af vigtigheden af at måle tandslid er in vivo kvantitative data om den absolutte mængde tandslid knappe. Resultater om tandslidprogression er ofte modstridende på grund af stor variation i den anvendte metode. Flere undersøgelser har vist relativt lave progressionsrater hos patienter med fysiologisk slid, med rapporteret højdetab mellem 11 og 29 μm om året og volumentab omkring 0,04 μm³ om året ^4,5,6. I tilfælde af avanceret tandslid eller eksisterende parafunktionelle vaner blev der fundet meget højere progressionshastigheder, mellem 68 og 140 μm om året ^7,8,9. Disse målinger var baseret på gipsafstøbninger og gipsstøbte matricer og udført med enten varierende scannings- og 3D-subtraktionssoftware eller mikroskoper. Da disse metoder ikke er tilgængelige eller praktiske i tandlægepraksis, er de endnu ikke egnede til brug i klinisk pleje. Imidlertid er intra-oral 3D-scanning hurtigt ved at blive tilgængelig i almen tandlægepraksis med fordele for både patient og operatør med hensyn til hastighed og brugervenlighed kombineret med nem opbevaring og datadeling¹⁰. 3D-data kan også bruges til kvantitativ slidmåling, hvor scanninger af tænder eller kæber overlejres, og forskellen mellem scanningerne måles. Dette giver en kvantitativ mulighed for at måle progressionen af tab af tandmateriale i højden eller volumen^11,12.

Resultaterne af præcisionen (tæt overensstemmelse mellem replikerede målinger) og nøjagtigheden (forskellen mellem en målt mængde og dens sande værdi) har været variabel, når scannere bruges til at detektere og måle slid. Kvantitativ slidmåling er blevet rapporteret som en tidskrævende metode med ofte ukendt eller utilstrækkelig præcision og nøjagtighed, især når man beskæftiger sig med minimalt slid^13,14. Andre har rapporteret, at intra-orale scannere er præcise nok til at detektere og overvåge tandslid, med overlejringsreferenceområder (bedste pasform) og softwareindstillinger, der påvirker resultatet^15,16 væsentligt.

Forskellige metoder er blevet brugt til at finde den bedste pasform: 1) skelsættende justering baseret på landemærker såsom blødt væv, tilstødende intakte tænder og alveolære processer, 2) standard bedst egnet justering med softwaren, der minimerer meshafstandsfejlen mellem dataskyer, eller 3) reference bedst egnede justering med den bedste pasform udført på et udvalg af områder valgt af operatøren. Det har vist sig, at referencen bedst egnede justering har den højeste præcision og nøjagtighed^15,17. Forskning viser, at præcisionen og nøjagtigheden af en kvantitativ slidmåling øges, når mindre strukturer, såsom enkelttænder, sammenlignes i stedet for en fuld bue^18,19. To automatiserede systemer, der bruger 3D-scanninger og kvantitativ slidmåling til overvågning af slid, er blevet introduceret; den ene er blevet testet i en in vitro-indstilling på forkortede buer eller enkelttænder, mens den anden har angivet et løfte om in vivo-brug til volumetriske målinger sammenlignet med laboratoriescannede afstøbninger^20,21,22. De fleste af disse undersøgelser af nøjagtighed og præcision er baseret på scannede afstøbninger eller in vitro simuleret slid og er derfor ikke lette at oversætte til kliniske resultater. At finde en klinisk gennemførlig protokol til at udføre kvantitative slidmålinger efter intra-oral scanning in vivo ville derfor være et vigtigt næste skridt i overvågningen af tandslid¹⁵.

På Radboud University Medical Center i Nijmegen, Holland, er der udviklet en 3D Wear Analysis (3DWA) protokol ved hjælp af 3D-målesoftware til at måle tandslid in vivo ved hjælp af en intra-oral scanner på patienter med moderat til svær tandslid. Da det er næsten umuligt at måle nøjagtigheden in vivo, fokuserer denne artikel på at bestemme præcisionen af 3DWA-protokollen. Denne undersøgelse har især til formål at 1) beskrive præcisionen af scanneren og scanningsprocessen (erhvervelse) og efterfølgende overlejring ved at overlejre to scanninger af den samme tandprotese erhvervet i samme session (protokolpræcision). Derudover blev 3DWA-protokollen testet for 2) intra- og 3) inter-rater-præcision ved måling af slidprogression i både højde (mm) og volumen (mm 3) på scanninger foretaget med^0-3– eller 0-5-års intervaller. Scanningerne blev foretaget intraoralt hos patienter med moderat til svær slitage, og den kvantitative slidmåling blev udført ved hjælp af 3DWA-protokollen.

For at teste aftalen mellem ratere med forskellige typer træning blev tre ratere udvalgt og uddannet. Rater 1 var ph.d.-studerende, der modtog omfattende træning i udførelsen af 3DWA-protokollen og havde 1 års erfaring med at analysere scanninger, før de selvstændigt udførte de udvalgte duplikatmålinger. Rater 2 var en sidste års tandlægestuderende, der fik protokollen og en forklaring på softwareprogrammet og derefter udførte protokollen uafhængigt. Rater 3 var en tandlægestuderende, der modtog protokollen, en forklaring på softwareprogrammet og to 3-timers træningssessioner, hvorefter hun uafhængigt udførte protokollen for de duplikerede målinger. Bedømmerne havde ikke kliniske oplysninger om forsøgspersonerne ud over scanningerne forud for analysen. Scanningerne blev anonymiseret og kodet før analyse af andre forskere end ratere. Ved analyse og måling af tandslid blev de gamle kommentarer fra tidligere ratere skjult inden analyse i softwaren. Målingerne fra de forskellige ratere blev oprindeligt gemt i forskellige filer.

En gruppe på 55 patienter blev inkluderet fra en større prospektiv observationsundersøgelse om udviklingen af tandslid af Radboud Tooth Wear Project ved Department of Dentistry, Radboud University Medical Center, i Nijmegen (Holland). Disse patienter blev scannet ved indtagelse, 1 års tilbagekaldelse, 3 års tilbagekaldelse og 5 års tilbagekaldelse. Beskrivende statistik over de tilgængelige scanninger fra gruppen på 55 patienter blev beregnet vedrørende tandslid efter 0-1-, 0-3- og 0-5-års intervaller for højde (mm) og volumen (mm³) for at sammenligne og fortolke resultaterne af analysen af præcisionen af tandslid med hensyn til klinisk relevans.

For at beregne protokolpræcisionen blev to patienter tilfældigt udvalgt fra ovennævnte prøve på 55 og bedt om tilladelse til at få deres tandprotese scannet to gange med en 15 minutters pause i stedet for en gang ved en tilbagekaldelsesaftale. 3DWA-protokollen blev derefter udført af rater 1. På grund af det store antal målinger af højde og volumen på to tandproteser (henholdsvis 65 for højde og 16 for volumen pr. tandprotese) blev dette anset for tilfredsstillende at estimere præcisionen pålideligt. For at beregne præcisionen inden for en rater (intra-rater: rater 1) blev en patient valgt med moderat slid og gentaget 1 måned senere. For at beregne præcisionen mellem ratere (inter-ratere: rater 1, 2 og 3) blev der udvalgt en bekvemmelighedsprøve på fire patienter, hvor to patienter havde moderat og to patienter havde svær slidprogression. Intervallerne mellem de valgte scanninger var enten 3 eller 5 år. Resultaterne mellem ratere blev beregnet, idet rater 1 blev sammenlignet med rater 2 og rater 1 med rater 3.

Protocol

Der blev opnået institutionel etisk godkendelse af protokollen (ABR-kode: NL31401.091.10). BEMÆRK: Følgende trin beskriver 3DWA-protokollen. Figur 1: Visuel repræsentation af trinene til overlejring og kvantitativ slidmåling. Dette tal er ændret fra K. Ning et al.23. Klik her for at se en større version af denne figur. 1. Erhvervelse BEMÆRK: Følgende procedure blev brugt til at scanne tandproteser. Isoler tandprotesen ved hjælp af læberetraktorer, tørre puder og krøllede spytejektorer. Pulver tandprotesen let før scanning, hvis det er nødvendigt for den anvendte intraorale scanner. Scan tandprotesen i henhold til producentens anvisninger. Se materialeoversigten for de anvendte produkter. 2. Overlejring BEMÆRK: Følgende procedure blev brugt til overlejring og kvantitativ slidmåling. Åbn 3D-softwareprogrammet (se Tabel over materialer). Åbn (eller importer) de gamle og nye scanninger (STL-/PLY-fil) af over- og underkæben. Vælg de adskilte tænder.Vælg en scanning, og brug derefter Lasso Selection og Select Through til at vælge en tand. Gem den adskilte tand ved hjælp af Værktøjer > nyt objekt > fra markering. Vælg Kopiér og indsæt, og giv objektet et navn (f.eks. 17_2016_Original). Gentag denne procedure for hver tand i over- og underkæben samt for de gamle og nye scanninger. Før du vælger en ny tand, skal du først fravælge den tidligere valgte tand (klik på højre museknap og derefter på Ryd alt). Vælg en bestemt tand i Model Manager (f.eks. 17_2016). Skift Vælg igennem med Vælg synlig. Brug Lasso-værktøjet til at vælge blødt væv og kontaktområder, og slet (højreklik > Delete, eller tryk på Delete-knappen på tastaturet) disse dele. Gentag dette for alle individuelle tænder. Beregn den bedste pasform pr. Tand.Vælg i Model Manager den gamle scanning, og (ved at højreklikke med musen) indstil denne som Indstil reference. På samme måde skal du indstille den nye scanning som Set Test. Vælg referencescanningen, og vælg Bedste justering under fanen Justering, indstil Deviator Elimination til 1, tryk på Anvend og derefter OK. Kontroller kvaliteten af den bedste pasform. Gå til Analyse > udvælgelse gennem objekt og opret et skæringspunkt vinkelret på overfladen fra bukkal til palatal side. Tryk på Beregn. Et tværsnit af begge scanninger (røde og sorte linjer) bliver synlige. Kontroller, om den bedste pasform er korrekt, og at den nye scanning ikke er overplaceret (højere) sammenlignet med den gamle scanning. Tryk på OK for at gå tilbage til scanningen.BEMÆRK: Eventuelt skal den bedste pasform muligvis forbedres, når områder med for meget slid forstyrrer at opnå en ordentlig bedste pasform. Dette trin er beskrevet i 2.3.3.1.Fravælg områder på de gamle og nye scanninger med alvorligt materialetab ved hjælp af Lasso-værktøjet . Vælg områder på, hvis det er muligt, mindst tre overflader (buccal-palatinal/lingual-occlusal). Gentag trin 2.3.1 til trin 2.3.3. Vælg Analyse > 3D Sammenlign for at oprette en farvelagt model af sliddet. For at opnå slidfacetter som negative værdier i resultaterne skal du udføre følgende trin.Skift spektrum som følger: Farvesegment: 21; Maks. kritisk: 0,2 mm; Maks. Nominel: 0,02 mm; Min. Nominel: -0,02 mm; Min. Kritisk: -0,2 mm; Decimal: 3. Klik på Anvend og derefter OK. Resultatet af 3D-sammenligningen præsenteres i Model Manager.BEMÆRK: Højdefald (slid) vises med blåt, og højdeforøgelse vises i gul-rød. Overflader uden ændringer vises med grønt. Overflader, som softwaren ikke kunne beregne på grund af alvorligt tab, vises med gråt. I så fald følges trin 3.2 i stedet for trin 3.1. 3. Kvantitativ slidmåling: Højde Mål det lodrette højdetab.Klik på Indstil resultat på den monterede og sammenlignede tand. Gå til Opret anmærkninger under fanen Analyse . Skift afvigelsesradius til 0,1 mm. Vælg det område med den største mængde slid (mørkeste blå punkt), og klik på OK for at gå tilbage til scanningerne. Brug Rediger spektrum til at hæve eller mindske værdien af Maks. kritisk , når det mørkeste blå område er for stort til at bestemme punktet for højeste slid. Det ændrer farven, hvilket resulterer i et klart punkt af mørkeste blå. Eksporter værdien fra anmærkningen på det punkt, hvor den har størst slid, til datasystemet. Bestem det lodrette materialetab på 2D-billeder med 2D-dimensioner ( 2D-sammenligningsmetode ).Indstil den gamle scanning som referencescanning og den nye scanning som testscanning. Lav flere tværsnit (analyse > sektion gennem objekt > beregning > OK) på de placeringer/spidser med det største materialetab (brug 3D-sammenligningsresultatet til at bestemme placeringen). Klik på Test scanning, og vælg derefter 2D-dimensioner under fanen Analyse . I Vis kontrolelement skal du vælge det tværsnit, der viser den højeste højdeforskel i det område, der skal måles. Vælg Paralleller for dimensionstype. I Pick Methods skal du klikke på Test. Lav et mærke på testscanningen på det sted, hvor det største slid er slidt, klik derefter på REF i Pick Methods og marker referencescanningen. Klik på et valgt punkt (højeste slid) for at opnå resultatet og eksportere dette til datasystemet, og klik derefter på OK. 4. Kvantitativ slidmåling: Volumen Trim tænderneVælg den tand, der skal sammenlignes. Højreklik på scanningen, og klik derefter på Dupliker for at lave kopier af de gamle og nye scanninger af den tand, der skal måles. Fjern automatiseringerne fra kopien ved at vælge Automatiseringer, højreklikke på den og derefter klikke på Slet. Vælg både kopier af de gamle og nye scanninger af tanden. Gå til Polygoner, og vælg Trim med plan. Trim interdentale områder og derefter cervikale områder ved at skabe kryds, hvilket kun efterlader en lukket okklusal overflade. Trim ved at tegne krydset, hvilket resulterer i et rødt valgt område og et blåt ikke-valgt område divideret med krydset. Klik på Intersect Plane, Slet markering, og luk derefter kryds og OK for at afskære det valgte område på de interdentale og cervikale overflader og oprette et lukket volumen. Om nødvendigt skal du først vende det valgte område, hvis softwaren vælger den okklusale side, der skal slettes.BEMÆRK: Hvis fejlen “krydset ikke kan lukkes” vises, er der et hul i det valgte kryds, der forhindrer det i at blive lukket. Juster det valgte kryds lidt for at løse dette. Luk de resterende (små) huller.Luk små huller i scanningerne ved at vælge Udfyld alle. Udvalgte huller er markeret med en grøn kant, og efter påfyldning bliver de røde. Hvis der er for mange eller for store huller, der forhindrer måling af volumen, skal du udelukke tanden. Mål mængderne af begge objekter.Gå til Analyse > beregningsvolumen. Hvis volumenet er 0, betyder det, at der stadig er et hul i objektet. Eksporter værdierne for de gamle og nye volumener til det foretrukne datasystem. 5. Statistisk analyse Protokolpræcisionen beregnes med en T-test med en prøve og bestemmer den strukturelle og tilfældige fejl for både højde (mm) og volumen (mm3).BEMÆRK: Den tilfældige fejl har et nul gennemsnit og kaldes dmiletter (DME). Da DME er til stede to gange i gentagne målinger, blev DME beregnet som standardafvigelsen for forskellene divideret med √2. Beregn intra- og interpræcisionen med den parrede T-test, hvorfra korrelationen, strukturfejlen og DME rapporteres. For at visualisere aftalen skal du få Bland-Altman og violinplot. For at sammenligne og fortolke resultater skal du bruge de trimmede intervaller (P90 minus P10) beregnet ud fra den større gruppe på 55 patienter vedrørende tandslid efter 0-1-, 0-3- og 0-5-års intervaller for højde (mm) og volumen (mm3).BEMÆRK: Disse intervaller blev trimmet lidt for at understrege rækkevidden af mere normale eller mindre normale observationer, mens et fuldt interval ville blive bestemt af meget specifikke observationer.

Representative Results

Under dataanalyse blev den maksimale højdeforskel mellem okklusale overflader målt. For kindtænder blev der målt tre eller fire cusps, og for premolarer blev der målt to cusps. For maksillære forreste tænder blev snitkanten og palataloverfladen målt, og for mandibulære forreste tænder blev snitkanten målt. Dette resulterede i maksimalt 65 målte steder pr. tandprotese. Forskellen i volumenet af den okklusale overflade blev kun målt på bageste tænder, hvilket resulterede i maksimalt 16 observationer pr. Tandprotese. Tænder med restaureringer på mere end 75% af den målte overflade blev udelukket, såvel som tredje molarer. På overflader med delvise restaureringer blev højden målt på tandmaterialet. Højdeforskelle, der tydeligt skyldes artefakter såsom pooling af spyt, blev enten udelukket som en overflade, eller målingen blev udført andre steder på overfladen. Andre årsager til udelukkelse af overflader eller tænder var, at tænderne var fraværende, at den bedste pasform var utilstrækkelig, eller at dataene var ufuldstændige (store huller i scanningen). Negative resultater (omvendt slid eller “vækst”, hvilket er klinisk umuligt) på inkluderede tænder og overflader blev ikke brugt til yderligere statistisk analyse undtagen ved beregning af protokolpræcisionen, for hvilken forskellene, både negative og positive, blev noteret. Tabel 1: Resultater af analysen af præcisionen af tandslidmålinger for højde og volumen. Klik her for at downloade denne tabel. Præcision: strukturelle forskelleDataene for protokolpræcision blev visualiseret i violinplots (figur 2 og tabel 1). Dataene for intra- og inter-rater præcision blev visualiseret i Bland Altman plots (figur 3 og tabel 1). For højden blev der fundet en statistisk signifikant forskel mellem R1 og R3, hvilket er klinisk ikke signifikant, som det kan ses af hele konfidensintervallet (ci), der er tæt på 0. Med hensyn til volumen er det vigtigt at bemærke, at for intra-rater præcision måtte 50% af de målte tænder udelukkes fra analyse på grund af negative målinger (f.eks. “vækst”), der indikerer inoperabilitet. Figur 2: Violindiagrammer for (A) højde (mm) og (B) volumen (mm3) for protokolpræcision. Klik her for at se en større version af denne figur. Figur 3: Bland Alman plotter for (A,D) intra-rater og (B,C,E,F) inter-rater præcision for højde (B-C) og volumen (E-F). Den fortsatte linje angiver middelforskel, og de stiplede linjer angiver grænser for enighed. Klik her for at se en større version af denne figur. Præcision: tilfældig fejlMed hensyn til DME for højde var der lignende DME’er for protokolpræcision og inter-raterpræcision og en meget lavere DME for intra-rater-præcision. Korrelationen var høj og ens for inter-rater præcision, meget høj for intra-rater præcision, og kunne ikke beregnes for protokolpræcision. Træning syntes at have ringe effekt, når man ser på DME og korrelation for højde. Med hensyn til volumen var der store forskelle mellem protokolpræcision, inter-rater præcision og intra-rater præcisionsresultater. For at fortolke de strukturelle og tilfældige forskelle, der er beskrevet i tabel 1, er det vigtigt at kende omfanget af højde- og volumenmålinger, der kan forventes efter flere år hos patienter med moderat til svær slitage, som er beskrevet i tabel 2. Tabel 2: Trimmede intervaller afledt af den større gruppe af slidpatienter med 0-1-, 0-3- og 0-5-års intervaller og den gennemsnitlige forskel og DME udtrykt i procent af det trimmede interval. Klik her for at downloade denne tabel. Fortolkning af resultater:Sammenligning af resultaterne for højde med det trimmede slidområde, der ses hos en gruppe på 55 patienter med moderat til svær tandslitage, gav små strukturelle forskelle (gennemsnitlig forskel) for alle intervaller og alle tests. For DME var der store forskelle mellem 0-1- og 0-3- eller 0-5-intervaller for alle tests, hvilket indikerer, at protokollen for korte intervaller (begrænset slidprogression) ikke er præcis nok, men for længere intervaller (eller højere slidprogressionshastigheder) er præcisionen tilstrækkelig. For volumen var de strukturelle forskelle små på alle intervaller, bortset fra resultaterne, der sammenlignede rater 1 og rater 3. For DME var der store forskelle mellem 0-1- og 0-3- eller 0-5-intervaller for alle tests. På trods af gode resultater for protokolpræcision var der store forskelle mellem operatører, et stort antal outliers og mange tænder udelukket på grund af målt “vækst”, hvilket indikerer dårlig ydeevne af protokollen med hensyn til volumen, selv i længere intervaller. Forskellen mellem protokolpræcision og intrapræcision skyldes forskelle i metode; For at beregne protokolpræcision blev tænderne scannet i samme session. Der fandt ingen slid sted mellem scanningerne, hvilket resulterede i en fremragende bedste pasform. Derfor blev højdens præcision hovedsageligt bestemt af spytdråber og scanningspulver, der skabte små pigge, hvilket forårsagede en stor højdeforskel ved måling af det højeste punkt på overfladen (figur 4). For at beregne intra-rater-aftale blev scanninger brugt med et 5-årigt interval mellem dem, hvilket resulterede i tilstedeværelsen af slid, der øger vanskeligheden ved at udføre den bedste pasform. Imidlertid blev kun slid målt, og mistænkte spyt / pulverrester eller områder med mulige restaureringer eller flaring (forvrængning ved scannede kanter af tanden; Figur 5) blev undgået og derved øget præcision. Da volumen beregnes for hele okklusalområdet og ikke ved lokaliserede målinger, påvirkes det meget mindre af lejlighedsvise spytdråber end højde ved måling af protokolpræcision. Intrapræcision forventes at være lavere end protokolpræcision for volumen, da den påvirkes af den bedste pasformsprocedure, hvilket igen vanskeliggøres af slid, der finder sted mellem scanninger. Dette påvirker hele det okklusale område af en tand, og desuden kan områder med spyt, pulver, restaureringer og flaring ikke fravælges eller ignoreres i modsætning til, når højden måles. Resultaterne for intra-rater præcision og protokolpræcision for volumen var imidlertid ens på grund af en enkelt outlier faldende protokolpræcision. Ved analyse af højdedataene om slidprogression, der sammenlignede rater 1 med rater 2, blev det klart, at for højde kunne en gruppe outliers tilskrives to faktorer: 1) målinger på tænder med alvorligt slid blev foretaget med 2D Compare-metoden (trin 3.2), i stedet for 3D-sammenligning (trin 3.1), og 2) et sæt målinger blev fejlagtigt foretaget på pooled spyt, som blev forvekslet med slid af rater 2 (figur 6). Dataene blev derfor opdelt i 3 grupper og analyseret separat: “spyt”, “normal” og “2D Sammenlign” (figur 6A). Rater 3 (trænet) foretog ingen målinger på samlet spyt, hvilket beviste, at træningen var vellykket i den henseende (figur 6B). Ved sammenligning af højderne fra annoteringer (“normal”) og manuelle 2D-målinger (2D-sammenligning) for rater 1 havde de “normale” målinger en gennemsnitlig højdeforskel på 0,132 mm, med N = 223, en standardafvigelse på 0,112 og interval: -0,001; 0,847, og 2D-sammenligningsmålingerne havde en gennemsnitlig højdeforskel på 0,557 mm, med N = 5, en standardafvigelse på 0,160 og rækkevidde: 0,351; 0,743, hvilket indikerer, at 2D-sammenligningsmålingerne lå i et højere område med en højere standardafvigelse end normale målinger Figur 4: Eksempel på spytspidser på tænder uden slid (snitgule områder) og slid forårsaget af artefakter (lingualt blåt område, der angiver enten flaring eller fjernet beregning). Klik her for at se en større version af denne figur. Figur 5: Eksempel på samlet spyt i sprækker (blå) og spytspids (rød-orange) på mesio-palatal og bukkal spids. Klik her for at se en større version af denne figur. Figur 6: Scatter plots til måling af ændringer i højden med farvede prikker, der angiver grupper af målinger (“spyt”, “normal” og “2D Sammenlign”). Klik her for at se en større version af denne figur.

Discussion

Protokol for kritiske trin:
3DWA-protokollen har vist sig at give præcise højdemålinger med fremragende inter- og intra-aftale. Til volumenmålinger er protokollen imidlertid ikke egnet. De vigtigste faktorer, der bestemmer præcisionen af både erhvervelse og overlejring, var isoleringen under scanning og finde den bedste pasform, mens den overlejrede. Overlejring er ligetil, hvis tænderne ikke har ændret sig, men bliver stadig vanskeligere, når slid skrider frem, især hvis sliddet ikke let kan lokaliseres, men involverer store dele af overfladen.

I en klinisk situation kan negativt slid (vækst) simpelthen ignoreres, som det blev gjort i denne undersøgelse, da det er et umuligt resultat. Scanningsfejl, såsom spytdråber, tykkelsen af pulverlakering eller flaring er problematiske selv i uændrede tænder og kan ikke altid let detekteres, hvilket bidrager til målefejl.

Ændringer og fejlfinding af metoden
Udførelse af den bedst egnede procedure
Når du udfører en best fit-procedure på tænder med slid, vil algoritmen bag rodmiddelkvadratværdien (RMS) altid gøre den gennemsnitlige afstand mellem punkterne i masken så tæt på nul som muligt. I tænder med slidprogression kan dette resultere i et fald i afstanden i de områder med slid og en stigning i områderne uden eller med mindre slid. Dette vil resultere i en undervurdering af slid i overflader med slid. Da dette er en befolkning med moderat til svær slid, resulterede udførelse af en standard bedste pasformsjustering efterfulgt af fravalg af okklusale områder med klare facetter af slid og gentagelse af den bedste pasformsjustering næsten altid i en bedre pasform sammenlignet med standard bedste pasformsjustering, hvilket også understøttes af tidligere litteratur^15,17 . Det er vigtigt, at kun okklusale overflader med slid fravælges, så så mange koronale overflader er tilgængelige for den bedste pasformsprocedure, i det følgende kaldet “modificeret referencebaseret pasformteknik”²². Vanskelighederne med at opnå den bedste pasform i denne population forklarer forskellen i præcision mellem højde- og volumenmålinger. Hvis den bedste pasformsprocedure resulterer i en ufuldkommen justering, vil dette påvirke tandens volumenforskel relativt mere end højdemålinger. Derudover kan steder med artefakter som spyt undgås i højdemålinger, men ikke i volumenmålinger.

Valg af punkt for det højeste slid
Nogle outliers forblev på trods af træning, forårsaget af en række faktorer såsom uenigheder på grund af uklar anatomi, slid eller restaureringer, og kunne ikke forhindres ved at justere protokollen. Et forbedringspunkt blev opnået ved at redigere farvespektret, der viser slid, som vises som et blåt område. Ved at ændre spektret kunne mørkeblå slidområder reduceres til et mørkeste blåt punkt, der lokaliserer placeringen med den højeste mængde slid, hvilket reducerede operatørens følsomhed ved valg af sted for højeste slid.

Måling af volumen versus måling af højde
Præcisionen af volumenmålinger var utilstrækkelig til klinisk tandslidmåling. Dette skyldes for det første det førnævnte spørgsmål om den bedste pasform. En lille afvigelse i pasformen kan resultere i en stor forskel mellem de overlejrede tænder. For det andet måles spyt, restaureringer, pulver og andre mulige artefakter af softwaren som ændringer i volumen, selvom de ikke er faktisk slid. For det tredje kan valget af overfladen til volumetriske ændringer påvirkes af tandstørrelse, form og scannede overflader. For det fjerde kan softwarealgoritmen være for upræcis, når den fylder huller eller beregner volumen til præcist at registrere volumenændringer. Da beregning af volumenændringen udføres automatisk efter at have udført den bedste pasform, førte unøjagtigheden af volumenmålinger ikke til ændringer af protokollen bortset fra forbedring af den bedste pasform. Teoretisk set ville måling af volumetriske ændringer være at foretrække, da volumetriske ændringer ikke påvirkes af afvigelser i enkelte datapunkter eller store dele af området, der er uændret af slid, som højdemålinger^12,17. Volumetriske ændringer afhænger dog af tandstørrelse, hvilket bør overvejes, når der rapporteres volumetrisk ændring¹⁵. Derudover kan højdemåling være nyttig for at få et godt indtryk af slidprocesserne på overfladen. Det er afgørende for fremtidig forskning at fokusere på metoder til nøjagtigt at måle både højde- og volumetriske ændringer for at bestemme udviklingen af tandslid.

Styrker og begrænsninger af protokollen
Denne protokol er baseret på en reproducerbar chairside-metode. Derfor oversættes resultaterne til, hvad klinikere kunne forvente, når de leder efter en metode til at overvåge slid ved hjælp af intra-orale scannere. 3DWA-protokollen har vist sig at være præcis, og derudover var de slidniveauer, der blev fundet for patienter med højere og lavere progression af slid (tabel 2), ligner dem, der findes i litteraturen, hvilket tyder på høj nøjagtighed samt 4,5,7,8,9.

Begrænsningerne er også de begrænsninger, som en kliniker ville stå over for: patientrelaterede faktorer såsom begrænset mundåbning, tilstedeværelsen af spyt eller scanningspulver (afhængigt af scannertypen) og mulige scanningsartefakter eller softwarefejl, der resulterer i tilfældig fejl (62 μm på overfladeniveau), hvilket er ret betydeligt sammenlignet med den mængde slid, man kunne forvente efter et år hos patienter med svær tandslid (mellem 68-140 μm om året) eller hos patienter med fysiologisk slid på ca. 30 μm om året 4,5,6,7,8,9. Den dobbelte målefejl bliver dog langt mindre signifikant, når slidområdet øges, enten på grund af et længere interval eller mere alvorligt og hurtigt fremadskridende tandslid. For det andet kan målinger til forskningsformål gentages for at reducere DME. For det tredje revideres og opdateres scannere og scanningssystemer løbende, og præcisionen forventes kun at stige i fremtiden, hvilket skaber flere muligheder for præcise højde- og volumenmålinger.

Selvom 3DWA-protokollen giver nyttige og pålidelige oplysninger om udviklingen af tandslid i forskning, er det sandsynligvis stadig for tidskrævende og dyrt til anvendelse i standard klinisk pleje. Den software, der er nødvendig til kvantitativ slidmåling, er ikke let tilgængelig for forskere, endsige tandklinikere¹⁰. Sammenligning af komplette tandproteser kan tage mellem 3 og 6 timer, afhængigt af raterens oplevelse og sværhedsgraden af sliddet. Derfor føler forfatterne, at et vigtigt næste skridt i forbedringen af patientplejen er automatiseringen af denne validerede 3DWA-protokol, hvilket ville gøre den mere tids- og omkostningseffektiv. Forskellige tilgange, såsom brugen af indekstænder i stedet for at måle alle tænder og cusps for at bestemme udviklingen af slid, kan også bruges¹³.

Metodens betydning i forhold til eksisterende/alternative metoder
Denne protokol giver mere kvantificerbare, objektive og præcise data om udviklingen af tandslid sammenlignet med mere almindeligt anvendte kvantitative metoder såsom Tandslidindeks (TWI), Tandslidevalueringssystem (TWES) eller Basic Erosive Wear Examination (BEWE)^24,25,26. Dette er den første undersøgelse, der er udført på alle direkte in vivo-scanninger uden brug af laboratoriescannere eller scannede indtryk til at vurdere sliddet. I denne undersøgelse blev der fundet tilstrækkelig protokolpræcision og fremragende intra-rater præcision ved måling af højde. Der var kun en lille forskel mellem ratere, hvilket ikke ville resultere i, at patienter fejlagtigt blev diagnosticeret som stabile eller progressive moderate til svær slid. Denne metode var ikke i stand til at give præcise volumetriske ændringsmålinger, som tidligere forskning har hævdet at være mere pålidelige, og på dette område skal der udføres mere forskning¹⁵.

Den identificerede protokolpræcision på 0,062 mm (tilfældig fejl eller DME) for højde er ikke den eneste faktor, der skal overvejes, når man forsøger at bestemme protokollens præcision for en given måling. De systematiske fejl er minimale nok til at afvise; Den tilfældige fejl på 0,062 er imidlertid tilfældig og derfor ikke den samme for hver måling. Dette udelukker eksistensen af en simpel tærskel for minimumspræcision. I en forskningsindstilling med mange gentagne målinger er effekten af den tilfældige fejl minimal. Hos den enkelte patient træder den tilfældige fejl imidlertid i kraft. Betydningen af en tilfældig fejl på 0,062 mm afhænger af, hvilken sand værdi af højdetab der betyder patologisk tandslid. Den valgte tærskel kombineret med DME bestemmer chancen for en måling, der måler patologisk tandslid, hvor der ikke er nogen og omvendt. For eksempel, for en individuel patient, hvis en tærskel på 0,070 mm tandslid om året bestemmes som patologisk, og 0,030 mm tandslid om året betragtes som fysiologisk, giver en DME på 0,062 mm en 26% sandsynlighed for, at den identificerede værdi er højere end 0,070 mm, når den sande værdi er 0,030 mm, derved fejlagtigt klassificere en patient som havende patologisk slid. Men efter 3 år ville tærsklen for patologisk slid være 0, 210 mm. Derefter er der med en ægte værdi på 0,090 mm (pr. 3 år) kun 2,6% chance for, at den fundne værdi er højere end tærskelværdien. Derfor er anbefalingen at måle tandslid efter flere år hos patienter med moderat slid eller med et kortere interval med højere mistænkt progression for præcist at bestemme individuelt slid.

Derudover er det meget vanskeligt at sammenligne den fundne præcision med tidligere rapporterede værdier. Selvom der er udført mange undersøgelser af scannernes præcision og nøjagtighed, gør den specifikke teknik, der anvendes i denne undersøgelse, scanning af en fuld bue (som sænker præcisionen), men sammenligning af enkelte tænder (hvilket øger præcisionen), det umuligt at sammenligne givne værdier på fulde buer og enkelttænder¹⁸. I forskning udført om progressionen af tandslid var den rapporterede præcision baseret på in vitro-fund om simuleret slid eller udført med lasere eller laboratoriescannere, og som sådan er det vanskeligt at sammenligne med resultaterne af denne undersøgelse og mindre relevant i en klinisk indstilling 6,14,17,20,21.

Betydningen af ansøgningen
Samlet set indikerer disse resultater, at kvantitativ slidmåling af intra-orale scanninger er en opnåelig og præcis metode til at kvantificere udviklingen af slid i højden. Resultatet synes at være uafhængigt af operatørens erfaring og begrænset træning i protokollen. Dette har store fordele i forskning, såsom at være i stand til at kvantificere og overvåge slid og gemme information digitalt i emneoptegnelser. Denne protokol ville være nyttig i klinisk praksis i styringen af tandslid for at bestemme behandlingsmuligheder, skabe opmærksomhed og forbedre patientcentreret pleje. Selvom det i øjeblikket er for tidskrævende at udføre, kan modificerede versioner af protokollen til klinisk praksis, såsom måling af indekstænder i stedet for fulde tandproteser, afhjælpe dette problem såvel som automatisering af protokollen. Det vil være et vigtigt skridt mod en fremtid, hvor patienter vil blive scannet regelmæssigt som en del af standardplejen, hvor software diagnosticerer områder med slidprogression.

Materials

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