歯科外傷研究における有限要素解析の方法と応用：スコープレビュー

Methods and applications of finite element analysis in dental trauma research: A scoping review.

抄録

有限要素解析（FEA）は、歯科外傷学（DT）のバイオメカニクスを理解し、診断、治療計画、転帰予測を支援するために不可欠である。本総説では、DT研究におけるFEAの応用を検討し、その質と結果を評価し、方法論的側面を評価する。それに伴い、今後の研究者への提言を行う。本研究は、スコーピングレビューのためのPreferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysesガイドラインを遵守し、Open Scienceの枠組みに登録した。関連するテキストワードとMeSH用語を用いて、確立されたデータベースで包括的な検索を行った。包含基準は、言語や出版年の制限なく、有限要素解析（FEA）に基づくすべての歯科外傷学（DT）研究を包含した。偏りのリスクは、Risk of bias tool for the use of finite element analysis in dentistry（ROBFEAD）ツールを用いて評価した。2001年から2023年までに発表された46件の研究が質的統合の対象となった。研究は、目的に基づいて5つのドメインと6つのサブドメインに分類された。上顎中切歯とその周辺構造は、一般的にモデリングされた（n=27）。ほとんどの研究は、コンピュータ断層撮影（CT）、コーンビームCT、またはマイクロCTを利用していた。外傷力は100N～2000N、咬合力は150N～350Nであった。すべての研究はバイアスリスクが高いと評価された。46の研究が分類され、そのほとんどが様々な条件下での歯槽骨構造の応力分布と破折パターンに焦点を当てていたが、変位を評価した研究はほとんどなかった。方法論の質は、モデルの開発と下部構造の特性において頑健性に欠けていた。今後の研究では、これらの限界に対処し、報告方法を強化すべきである。

Finite Element Analysis (FEA) is vital for understanding dental traumatology (DT) biomechanics, aiding diagnosis, treatment planning, and outcome prediction. This review explores FEA applications in DT research, evaluates their quality and outcomes, and assesses methodological aspects. Accordingly, recommendations for future researchers are provided. The study adhered to Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses guidelines for scoping reviews and registered in Open Science framework. A comprehensive search using relevant text-words and MeSH terms was performed in established databases. The inclusion criteria encompassed all Finite element analysis (FEA)-based Dental traumatology (DT) studies without language or publication year restrictions. Risk of bias was assessed with the Risk of bias tool for the use of finite element analysis in dentistry (ROBFEAD) tool. Forty-six studies published from 2001 to 2023 were included in the qualitative synthesis. The studies were categorized into five domains and six subdomains based on objectives. Maxillary central incisors and surrounding structures were commonly modelled (n = 27). Most studies utilized Computed tomography (CT), Cone Beam CT, or micro CT. Traumatic injury forces ranged from 100 N to 2000 N, and occlusal forces ranged from 150 N to 350 N. All studies were rated as high risk of bias. Fory-six studies were categorized, with most focusing on stress distribution and fracture patterns in dento-alveolar structures under various conditions, while few assessed displacements. Methodological quality lacked robustness in model development and substructure properties. Future studies should address these limitations and enhance reporting practices.