口腔内スキャナーで得られた3Dモデルにおける咬合う蝕検出の検証研究

Occlusal caries detection on 3D models obtained with an intraoral scanner. A validation study.

抄録

目的:

口腔内スキャナーで得られた3D歯型模型を用いた視覚的う蝕評価の診断性能を評価し、臨床的視診の性能と比較することである。

OBJECTIVES: To evaluate the diagnostic performance of visual caries assessment on 3D dental models obtained using an intraoral scanner and to compare it with the performance of the clinical visual inspection.

方法:

抜歯予定の後期永久歯53本を無作為に選択し、本研究に組み入れた。各歯の咬合面の1～3箇所の独立した検査部位を、国際カリエス検出評価システム（ICDAS）の基準で臨床検査した。その後、検査した歯を3D口腔内スキャナー（TRIOS 4, 3Shape TRIOS A/S, Copenhagen, Denmark）で白色光と青紫色光（波長415nm）を用いて組織からの色と蛍光信号を取り込み、口腔内でスキャンした。臨床検査から6ヶ月後、同じ検査者が、選択した検査部位において、得られた3Dデジタルデンタルモデルを修正ICDAS基準を用いて画面上で評価した。歯の色と蛍光の質感を高解像度で評価しました。最後に、独立した検査者が、抜歯後のすべての歯の組織学的検査を実施した。組織検査を基準検査として、臨床検査と画面上のICDAS評価について、感度（SE）、特異度（SP）、精度（ACC）、ROC曲線下面積、スピアマンの相関係数を算出した。

METHODS: Fifty-three permanent posterior teeth scheduled for extraction were randomly selected and included in this study. One to three independent examination sites on the occlusal surface of each tooth were clinically inspected using International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) criteria. Afterwards, the examined teeth were scanned intraorally with a 3D intraoral scanner (TRIOS 4, 3Shape TRIOS A/S, Copenhagen, Denmark) using white and blue-violet light (415 nm wavelength) to capture the colour and fluorescence signal from the tissues. Six months after the clinical examination, the same examiner conducted the on-screen assessment of the obtained 3D digital dental models at the selected examination sites using modified ICDAS criteria. Both tooth colour and fluorescence texture with high resolution were assessed. Lastly, an independent examiner conducted the histological examination of all teeth after extraction. Using histology as the reference test, Sensitivity (SE), Specificity (SP), Accuracy (ACC), area under the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve, and Spearman's correlation coefficient were calculated for the clinical and on-screen ICDAS assessments.

結果:

評価した方法のACC値は、初期う蝕病変で0.59-0.79、中等度拡張う蝕病変で0.77-0.99の間で変動した。エナメル質内側半分のう蝕に対応するSE値を除けば、臨床的な目視検査と画面上での評価との間に有意差は認められなかった。また、歯牙色のみ、または蛍光を補った3Dモデルの評価においても、評価されたすべての診断指標において、差は認められなかった。

RESULTS: The ACC values of the evaluated methods varied between 0.59-0.79 for initial caries lesions and 0.77-0.99 for moderate-extensive caries lesions. Apart from SE values corresponding to caries in the inner half of enamel, no significant difference was observed between clinical visual inspection and on-screen assessment. In addition, no difference was found in the assessment of 3D models with tooth colour alone or supplemented with fluorescence for all the evaluated diagnostic measures.

結論:

永久歯の咬合面う蝕病変の検出および分類において、歯の色または蛍光を用いた3Dデジタルデンタルモデルの画面上での視覚評価は、臨床的視覚検査と同様の診断性能を示した。

CONCLUSIONS: On-screen visual assessment of 3D digital dental models with tooth colour or fluorescence showed a similar diagnostic performance to the clinical visual inspection when detecting and classifying occlusal caries lesions on permanent teeth.

臨床的意義:

3D口腔内スキャニングは、患者スクリーニングの一環として咬合う蝕の検出と分類を支援することができ、臨床および研究目的の遠隔う蝕評価にも使用できる可能性がある。

CLINICAL SIGNIFICANCE: 3D intraoral scanning can aid the detection and classification of occlusal caries as part of patient screening and can potentially be used in remote caries assessment for clinical and research purposes.