4台の口腔内スキャナーと人工知能ベースのプログラムを用いて求めた最大顎間位置の精度

Accuracy of maximum intercuspal position located by using four intraoral scanners and an artificial intelligence-based program.

抄録

問題提起:

人工知能（AI）ベースのプログラムを使用することにより、上顎および下顎スキャンを最大臼歯間位（MIP）で咬合させることができるが、AIベースのプログラムがMIP関係を位置づける精度は不明である。

STATEMENT OF PROBLEM: Maxillary and mandibular scans can be articulated in maximum intercuspal position (MIP) by using an artificial intelligence (AI) based program; however, the accuracy of the AI-based program locating the MIP relationship is unknown.

目的:

本臨床研究の目的は、4台の口腔内スキャナー（IOS）とAIベースのプログラムを用いて、MIP位置の正確性を評価することである。

PURPOSE: The purpose of the present clinical study was to assess the accuracy of the MIP relationship located by using 4 intraoral scanners (IOSs) and an AI-based program.

材料と方法:

MIPの咬合器に装着された参加者の従来のギプスをデジタル化した（T710）。参加者の上顎および下顎スキャンを記録するために使用したIOSに基づいて、4つのグループを作成した：TRIOS4、iTero、i700、PrimeScanである。各組の非関節スキャンを20回複製した。3つのサブグループを作成した：IOS、AI-articulated、AI-IOS-correctedの3つのサブグループを作成した（n=10）。IOS-サブグループでは、両側咬合記録を用いて、複製した10スキャンをMIPで咬合させた。AI咬合サブグループでは、AIベースのプログラム(BiteFinder)を使用して、残りの10個の重複スキャンをMIPで咬合させた。AI-IOS補正サブグループでは、同じAIベースのプログラムを使用して、IOSサブグループで得られた咬合標本の咬合衝突を補正した。リバースエンジニアリングプログラム（Geomagic Wrap）を用いて、デジタル化された咬合鋳型（コントロール）と各咬合標本の36個のランドマーク間測定値を算出した。二元配置分散分析（Two-way ANOVA）および一対比較多重検定（Tukey test）を用いて真偽度を分析した（α=.05）。精度の分析にはLevene検定と一対多重比較Wilcoxon順位検定を用いた（α=.05）。

MATERIAL AND METHODS: Conventional casts of a participant mounted on an articulator in MIP were digitized (T710). Four groups were created based on the IOS used to record a maxillary and mandibular scan of the participant: TRIOS4, iTero, i700, and PrimeScan. Each pair of nonarticulated scans were duplicated 20 times. Three subgroups were created: IOS, AI-articulated, and AI-IOS-corrected subgroups (n=10). In the IOS-subgroup, 10 duplicated scans were articulated in MIP by using a bilateral occlusal record. In the AI-articulated subgroup, the remaining 10 duplicated scans were articulated in MIP by using an AI-based program (BiteFinder). In the AI-IOS-corrected subgroup, the same AI-based program was used to correct the occlusal collisions of the articulated specimens obtained in the IOS-subgroup. A reverse engineering program (Geomagic Wrap) was used to calculate 36 interlandmark measurements on the digitized articulated casts (control) and each articulated specimen. Two-way ANOVA and pairwise multiple comparison Tukey tests were used to analyze trueness (α=.05). The Levene and pairwise multiple comparison Wilcoxon rank tests were used to analyze precision (α=.05).

結果:

グループ間（P<.001）およびサブグループ間（P<.001）で有意な真偽値の不一致が認められ、グループ×サブグループ間（P<.001）で有意な交互作用が認められた。Levene検定では、群間（P<.001）およびサブ群間（P=.005）で有意な精度の不一致が認められた。TRIOS4とiTeroのグループは、i700とPrimeScanのシステムよりも良好な真正度が得られ、精度は低かった。さらに、AI-articulatedサブグループは、IOSおよびAI-IOS-correctedサブグループに比べて、真度および精度が悪かった。AIベースのプログラムは、iTeroおよびPrimeScanシステムを使用して咬合されたスキャンのMIP真偽度を改善したが、TRIOS4およびi700を使用して咬合されたスキャンのMIP真偽度は低下した。

RESULTS: Significant trueness discrepancies among the groups (P<.001) and subgroups (P<.001) were found, with a significant interaction group×subgroup (P<.001). The Levene test showed significant precision discrepancies among the groups (P<.001) and subgroups (P=.005). The TRIOS4 and iTero groups obtained better trueness and lower precision than the i700 and PrimeScan systems. Additionally, the AI-articulated subgroup showed worse trueness and precision than the IOS and AI-IOS-corrected subgroups. The AI-based program improved the MIP trueness of the scans articulated by using the iTero and PrimeScan systems but reduced the MIP trueness of the articulated scans obtained by using the TRIOS4 and i700.

結論:

顎骨関係の真正性と精度は、MIPの位置決めに使用したIOSシステムとプログラムによって影響を受けた。

CONCLUSIONS: The trueness and precision of the maxillomandibular relationship was impacted by the IOS system and program used to locate the MIP.