Contactless Measurement of Canine Retraction by Digital Macrophotogrammetry during Hybrid Retractor Application

Abstract.

A new contactless method for measuring tooth movements is presented. Digital macrophotogrammetry (DMP) enables the orthodontist to obtain information on the three-dimensional movement of a tooth at each session. Analysis of the DMP images provides information on the translation and toration of a tooth during treatment. It is conceivable that the introduction of DMP will make an important contribution to quality assurance.

DMP application during canine retraction with the Hybrid Retractor^® has pave the way for the orthodontic appliance to be correctly adjusted at each session.

Despite intra- and interindividual differences during canine movement, for which the anisotropy of the bone seems to be basically responsible, a movement velocity of ca 1.2 mm is to be expected over the entire treatment period.

The preconditions for the three-dimensional orientation and description of canine movement are:

1. The markers on the brackets and attachments must be clearly visible throughout the treatment.

2. The teeth to which the scaling frame is fixed should not move during treatment.

3. Four measuring points should be visible on each bracket.

4. The control points on the frame must be positioned three-dimensionally, and it must be possible to determine their position with sufficient accuracy in advance.

In vitro calibration of the photogrammetry presented here yielded a resolution of 1 μm for translation and of better than 1/10° for rotation around the three spatial axes under optimal conditions.

Zusammenfassung.

Ein neues berührungsloses Verfahren zur Vermessung der Zahnbewegung wird vorgestellt. Die digitale Makrophotogrammetrie (DMP) ermöglicht dem Anwender, bei jeder Sitzung eine Information über die dreidimensionale Bewegung eines Zahnes zu gewinnen. Durch die Auswertung der DMP-Bilder entstehen somit Informationen über die Translation und Rotation eines Zahnes während der Behandlung. Es ist denkbar, dass durch Einführung der DMP ein wichtiger Beitrag zur Qualitätskontrolle geliefert wird.

Die Anwendung der DMP bei der Retraktion des Eckzahnes mittels des Hybrid-Retraktors^® eröffnete die Möglichkeit zur Korrektur der Behandlungsapparatur bei jeder Behandlungssitzung.

Trotz intra- und interindividueller Unterschiede bei der Bewegung des Eckzahnes, für die im Wesentlichen die Anisotropie des Knochens verantwortlich zu sein scheint, kann über den gesamten Behandlungszeitraum mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von ca. 1,2 mm pro Monat gerechnet werden.

Die Voraussetzungen für die dreidimensionale Orientierung und Beschreibung der Eckzahnbewegung sind folgende:

1. Die Markierungspunkte auf den Brackets und Attachments müssen während der gesamten Behandlung deutlich sichtbar sein.

2. Die Zähne, auf denen der Passrahmen befestigt wird, sollten sich während der Behandlung nicht bewegen.

3. Auf jedem Bracket sollten vier Messpunkte sichtbar sein.

4. Die Passpunkte auf dem Rahmen müssen dreidimensional angeordnet sein, ihre Lage muss mit ausreichender Genauigkeit vorherbestimmt werden können.

Eine in vitro durchgeführte Eichung der hier dargestellten Photogrammetrie ergab eine Auflösung von 1 μm bei der Translation und eine Auflösung von besser als 1/10° bei der Rotation um die drei Raumachsen unter optimalsten Bedingungen.