a retrospective longitudinal study using the three-dimensional images of digital volume tomography

Einleitung: Ziel der Studie war, das peridentale mandibuläre und maxilläre Knochenangebot vor und nach einer kieferorthopädischen Behandlung mit dem Invisalign®-Schienensystem anhand von dreidimensionalen digitalen volumentomo- graphischen Bildern zu vergleichen. Methodik: Das peridentale Knochenangebot wurde an 864 Zähnen aus 36 digitalen Volumentomographien von 18 Patienten vermessen. Die kieferorthopädischen Patienten wurden nach Geschlecht (männlich / weiblich), kieferorthopädischer Indikation (Engstand / Weitstand / sagittale Anomalien) und Alter (unter 21 Jahre / 21–40 Jahre / über 41 Jahre) in verschiedene Untersuchungsgruppen eingeteilt. Das peridentale Knochenangebot wurde mit der Software InVivo 5.1.0 (Anatomage Inc., San Jose, Kalifornien) analysiert und die Ergebnisse im Anschluss statistisch evaluiert (SPSS Inc., einer IBM Company, Chicago, IL). Ergebnisse: Der Zuverlässigkeitskoeffizient nach Houston (Mittelwert: R = 0,98) zeigte, dass sich die digitale Volumentomographie zur Vermessung des peridentalen Knochenangebotes eignet. Die oralen Dehiszenzen nahmen im Therapiezeitraum von 2,38 Millimeter auf 2,42 Millimeter signifikant zu (p = 0,001 bzw. p = 0,010). Es zeigten sich keine signifikanten Veränderungen der vestibulären Dehiszenzen und der Knochenbreiten (p ≥ 0,05). Bei den weiblichen Patienten konnte an acht und bei den männlichen Patienten an drei von 240 Messpunkten ein Knochenverlust diagnostiziert werden. Dieser zeigte sich vor allem an den Inzisivi und den ersten Molaren. Die Altersprüfung ergab bei den jüngsten Patienten an 15 und bei den ältesten Patienten an neun von 240 Messpunkten eine signifikante Abnahme des Knochenangebotes. Hierbei konnte bei der mittleren Altersgruppe auch ein mittleres Ausmaß der Knochenveränderungen festgestellt werden. Es bestand kein signifikanter Zusammenhang zwischen Kieferzugehörigkeit und Dehiszenzentwicklung. Die Knochenbreiten im mittleren und unteren Wurzeldrittel verminderten sich im Unterkiefer vestibulär (p = 0,010 bzw. p = 0,016) und im Oberkiefer oral (p = 0,003 bzw. p = 0,005) signifikant. Die Seitenzähne im Ober- und Unterkiefer und die oberen zentralen Inzisivi waren am häufigsten von signifikanten Knochenveränderungen betroffen. Angulationsveränderungen über 2,5 Grad führten zu einer signifikanten Verstärkung der Dehiszenzen, jedoch nur bei zwei Zähnen (r = 0,027 bzw. r = 0,006). Schlussfolgerung: Unter der Voraussetzung spezifischer Einstellparameter eignet sich die digitale Volumentomographie, um Knochenbreiten und Dehiszenzen individuell und reproduzierbar zu vermessen. Klare statistische Zusammenhänge konnten nur für orale Dehiszenzen festgestellt werden. Alle anderen Ergebnisse waren statistisch nicht signifikant oder es konnten keine eindeutigen Aussagen getroffen werden. Die aufgezeigten Tendenzen sollten durch weitere Studien untermauert werden.Introduction: The objective of the present study was to compare the periodontally available bone in the mandibula and maxilla before and after an orthodontic treatment with the Invisalign® aligner system using the three- dimensional images of digital volume tomography (DVT). Methodology: The periodontally available bone was measured in 864 teeth using the images of 36 digital volume tomographies taken from 18 patients. The orthodontically treated patients were divided into different study groups according to sex (male / female), orthodontical indication (crowding / spacing / sagittal anomalies) and age (under 21 / aged between 21 and 40 years / aged over 41). The periodontally available bone was then analyzed with the InVivoDental software InVivo 5.1.0 (developed by Anatomage Inc., San Jose, California) and, afterwards, the results were statistically assessed (using the software of the SPSS Inc., an IBM Company from Chicago, IL). Results: The reliability coefficient according to Houston (Mean: R = 0.98) showed that the digital volume tomography is suited for the measurement of the periodontally available bone. Over the entire period of therapy, the oral dehiscences increased significantly from 2.38 millimeters to 2.42 millimeters (p = 0.001 respectively p = 0.010). The vestibulary dehiscences and the bone width, on the contrary, exhibited no significant changes (p ≥ 0.05). In case of the female patients, we could diagnose bone loss at eight of 240 measuring points and in case of the male patients, bone loss could be diagnosed at three of the 240 observed measuring points. In both groups, bone loss especially occurred in the incisors and the first molars. The age-related analysis revealed a significant reduction of the available bone at 15 of the 240 measuring points among the youngest patients and at nine of 240 measuring points among the oldest patients. In the group of the middle-aged patients, we could also observe an intermediate extent of changes in periodontally bone. Besides, there was no significant correlation between the specific location of the treated teeth and the occurrence of dehiscences. In the middle and apical third of the root, significant labial and buccal bone width decrease could be observed in the mandible (p = 0.010 respectively p = 0.016), whereas in the maxilla we could observe significant oral bone width decrease (p = 0.003 respectively p = 0.005). The maxillary and mandibular lateral teeth as well as the maxillary central incisors were most frequently affected by significant changes in bone structure. Angulation changes of more than 2.5 degrees led to a significant aggravation of the dehiscences but only in case of two teeth (r = 0.027 respectively r = 0.006). Conclusion: Under the condition of specific setting parameters, the digital volume tomography (DVT) is suited to measure bone width and dehiscences in an individual and reproducible way. Yet, clear statistical correlations could only be observed with respect to oral dehiscences. All the other results were either statistically not significant or they did not allow for unambiguous conclusions. The presented tendencies should therefore be substantiated by further follow-ups