Dissertação
Reprodutibilidade, confiabilidade e validade de um modelo biomecânico tridimensional de análise de vantagem mecânica dos músculos envolvidos no movimento mandibular
Registro en:
SÁNCHEZ AYALA, Alejandro. Reprodutibilidade, confiabilidade e validade de um modelo biomecânico tridimensional de análise de Vantagem mecânica dos músculos envolvidos no movimento mandibular [Dissertação] Mestrado em Odontologia. Ponta Grossa: Universidade Estadual de Ponta Grossa; 2018.
Autor
Sánchez Ayala, Alejandro
Institución
Resumen
The objective of this study was to evaluate the reproducibility and the errors of a threedimensional
mechanical advantage model of mandibular closing muscles in Cone beam computed tomography (CBCT) images, as well as to verify the reliability and validity of this analysis in relation to the conventional two-dimensional model. A total of 30 CBCT images were randomly selected. For the construction of the threedimensional model, the Sagittal, Mandibular and Frankfort reference planes were identified, as well as the landmarks landmarks Foramen spinosum (Fs), Nasion (N), Gnation (Gn), Orbital (Or), Porion (Po), Condylion (Co), Coronoid (Cor), Gonion (Go), Isthmus (Ne), Pterygoid (Pt), Ramus (Ra), Zygomatic tuberosity, Sutures temporomalar and maxilomalar, Incisal (In), and Molar (Mo). For the two-dimensional model, the tomographic sections were grouped into anteroposterior constructions. The reference planes used were Frankfort and Mandibular, and the landmarks identified
were (S), Nasion (N), Gnation (Gn), Orbital (Or), Porion (Po), Condylion (Co), Coronoid (Cor), Gonion (Go), Pterygoid (Pt), Incisal (In), and Molar (Mo). From these points, drew up the lever arms for the superficial masseter, anterior and posterior deep masseter, anterior and posterior temporal, medial and lateral pterygoid muscles, as well as, their corresponding resistance arms on the incisor and molar level. The mechanical advantage for each muscle was calculated. This procedure was repeated 3 times by the same examiner and repeated once by 2 examiners. For each method, reproducibility was determined using the intra-class correlation coefficient (ICC), and errors through the average mean of absolute differences, the estimator "Method of Moments" and Dahlberg equation. Intra-examiner and inter-examiner reliability was determined by comparison of the average mean of absolute differences for
corresponding variables from both models using paired Student's t test. Validity was also calculated using paired Student's t test to compare the mean measurements of the five repetitions from both models. The coordinate values corresponding to the tridimensional cephalometric points demonstrated excellent intra-examiner and interexaminer reproducibility (ICC: 0.998 – 1.000; p<0.0001). The tridimensional intraexaminer data showed errors smaller than 1.5 mm, which is considered clinically
acceptable. The clinically unsatisfactory inter-examiner errors were from 1.51 mm to 5.83 mm. All variables presented excellent reproducibility, showing an ICC of 0.919 to 1,000 in the intra-examiner comparisons (p <0.0001). In the inter-examiner comparisons, the results can also be considered excellent, although with lower values (0.750 - 1,000; p<0.0001). However, the lever arm and the mechanical advantages at the molar and incisal level on the right and left sides of the lateral pterygoid muscle had ICCs below 0.500 (p<0.05). In the intra-examiner and inter-examiner comparisons,
the mechanical advantage only varied from 0.00 mm to 0.01 mm and 0.01 mm to 0.05 mm, respectively. The coordinate values corresponding to the bidimensional cephalometric points demonstrated excellent intra-examiner and inter-examiner reproducibility (ICC: 0.988 – 1.000; p<0.0001). The intra-examiner tridimensional data 20 showed errors smaller than 1.5 mm, which is considered clinically acceptable.
Clinically unsatisfactory inter-examiner errors were from 1.93 mm to 3.80 mm. All biomechanical variables presented excellent reproducibility, showing an ICC of 0.979 to 1,000 in intra-examiner comparisons (p<0.0001). In the inter-examiner comparisons, the results were satisfactory (ICC: 0.504-0.866; p<0.0001). Intra-examiner errors were clinically acceptable (<1.5 mm), with all mechanical advantages exhibiting an error of 0.00 to 0.01 mm. In the inter-examiner analysis, the lever and resistance arms showed errors that exceeded the limit of 1.5 mm (2.02 mm to 5.44 mm). All mechanical
advantages showed an error of 0.01 to 0.08. In the assessment of reliability, intraexaminer and inter-examiner errors presented different values in general (p<0.05). However, in the intra-examiner comparison, the landmarks Nasion, Lower incisal, Porium and Molar showed a similar error in both methods. This tendency was also observed for the Gnathion, Lower incisal, Orbitale, Porium, Gonion and Molar landmarks in the inter-examiner comparison. With the exception of the lever arm and
the mechanical advantages of the anterior temporal (p<0.05), almost all of the values of the biomechanical variables showed intra-examiner equivalence. The opposite occurred for all inter-examiner comparisons (p<0.05). In the comparison of the means of the measurements of the 5 repetitions for the validity determination, the points Nasion, Orbitale, Porium, Gonion, Coronoid and Molar presented at least equivalence in one of its coordinates between the three-dimensional and two-dimensional models. Although with clinically acceptable values (difference of means <0.15), almost all of the biomechanical variables showed discrepant values (p <0.05), with the exception of the
Molar resistance arm (p = 0.093). Tridimensional mechanical advantage analysis in CBCT images showed high reproducibility and acceptable errors. However, its results differ in general from the two-dimensional model. This analysis can be suggested as biomechanical research and teaching tools of the masticatory system. O objetivo desse trabalho foi avaliar a reprodutibilidade e os erros de um modelo de Vantagem mecânica tridimensional dos músculos de fechamento mandibular em imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC), bem como verificar a confiabilidade e a validade dessa análise em relação ao modelo bidimensional convencional. Foram randomicamente selecionadas 30 imagens de TCFC. Para a construção do modelo tridimensional foram identificados os planos de referência Sagital, Mandibular e Frankfurt, assim como os pontos de referência Forame espinhoso (Fs), Násio (N), Gnátio (Gn), Orbital (Or), Pório (Po), Côndilo (Co), CoronóideCoronóide (Cor), Gônio (Go), Istmo (Ne), Pterigoideo (Pt), Ramo (Ra), Tuberosidade zigomática, Suturas temporomalar e axilomalar, Incisal (In), e Molar (Mo). Para o modelo bidimensional, os cortes tomográficos foram agrupados em
construções anteroposteriores. Os planos de referência utilizados foram Frankfurt e Mandibular, e os pontos de referência identificados foram Sela (S), Násio (N), Gnátio (Gn), Orbital (Or), Pório (Po), Côndilo (Co), CoronóideCoronóide (Cor), Gônio (Go), Pterigoideo (Pt), Incisal (In) e Molar (Mo).A partir destes pontos, traçaram-se os braços de esforço para os músculos masseter superficial, masseter profundo anterior e posterior, temporal anterior e posterior, pterigoideo medial e lateral, assim como seus correspondentes braços de resistência no nível incisivo e molar. A Vantagem mecânica para cada músculo foi calculada, em ambos os modelos. Este procedimento foi repetido 3 vezes pelo mesmo examinador principal e repetido 1 vez por outros 2 examinadores. Para cada método, a reprodutibilidade intra-examinador e interexaminador foi determinada utilizando o coeficiente de correlação intra-classe (CCI), e os erros por meio do cálculo da média das médias das diferenças absolutas, o estimador “Método dos Momentos” e a equação de Dahlberg. A confiabilidade intraexaminador e inter-examinador foi determinada por meio da comparação das médias
das médias das diferenças absolutas das variáveis correspondentes de ambos os modelos empregando o teste t de Student pareado. A validade foi igualmente calculada utilizando o teste t de Student pareado ao comparar as médias das medições das 5 repetições de cada modelo. Os valores das coordenadas correspondentes aos pontos cefalométricos tridimensionais demostraram excelente
reprodutibilidade intra-examinador e inter-examinador (CCI: 0,998 – 1,000; p<0,0001). Os dados tridimensionais intra-examinador apresentaram erros menores do que 1,5 mm, o que é considerado clinicamente aceitável. Os erros inter-examinador clinicamente insatisfatórios foram de 1,51 mm a 5,83 mm. Todas as variáveis biomecânicas apresentaram uma reprodutibilidade excelente, mostrando um CCI de 0,919 a 1,000 nas comparações intra-examinador (p<0,0001). Nas comparações interexaminador, os resultados também podem ser considerados excelentes, embora com menores valores (0,750 – 1,000; p<0,0001). Contudo, o braço de esforço e as vantagens mecânicas nos níveis molar e incisivo nos lado direito e esquerdo do músculo pterigoideo lateral tiveram CCIs menores a 0,500 (p<0,05). Nas comparações intra-examinador, a Vantagem mecânica apresentou variações de apenas 0,00 mm a 0,01 mm e na inter-examinador, 0,01 mm a 0,05 mm. Os valores das coordenadas
correspondentes aos pontos cefalométricos bidimensionais demostraram excelentereprodutibilidade intra-examinador e inter-examinador (CCI: 0,988 – 1,000; p<0,0001). Os dados bidimensionais intra-examinador apresentaram erros menores do que 1,5 mm, o que é considerado clinicamente aceitável. Os erros inter-examinador clinicamente insatisfatórios foram de 1,93 mm a 3,80 mm. Todas as variáveis
biomecânicas apresentaram uma reprodutibilidade excelente, mostrando um CCI de 0,979 a 1,000 nas comparações intra-examinador (p<0,0001). Nas comparações interexaminador, os resultados foram satisfatórios (0,504 – 0,866; p<0,0001). Os erros intra-examinador foram clinicamente aceitáveis (<1,5 mm), sendo que todas as vantagens mecânicas apresentaram um erro de 0,00 a 0,01 mm. Na análise interexaminador, os braços de esforço e de resistência mostraram erros que ultrapassaram
o limite de 1,5 mm (2,02 mm a 5,44 mm). Todas as vantagens mecânicas apresentaram um erro de 0,01 a 0,08. Na avaliação da confiabilidade, os erros intraexaminador e inter-examinador apresentaram valores diferentes de forma geral (p<0,05). Contudo, na comparação intra-examinador, os pontos de referência Násio, Incisal inferior, Pório e Molar mostraram um erro similar em ambos os métodos. Esta
tendência foi observada também para os pontos Gnátio, Incisal inferior, Orbital, Pório,Gônio e Molar na comparação inter-examinador. Com excepção do braço de esforço e das vantagens mecânicas do Temporal anterior (p<0,05), quase a totalidade dos valores das variáveis biomecânicas mostraram equivalência intra-examinador. O contrário aconteceu para todas as comparações inter-examinador (p<0,05). Na comparação das médias das medições das 5 repetições para a determinação da
validade, os pontos Násio, Orbital, Pório, Gônio, CoronóideCoronóide e Molar apresentaram pelo menos equivalência em uma das suas coordenadas entre os modelos tridimensional e bidimensional. Embora com valores clinicamente aceitáveis (diferença de médias < 0,7 mm), quase a totalidade das variáveis biomecânicas mostraram valores discrepantes (p<0,05), com exceção do Braço de resistência Molar (p=0,093). A análise de Vantagem mecânica tridimensional em imagens de TCFC apresentou alta reprodutibilidade e erros aceitáveis. Porém, os seus resultados divergem de forma geral do modelo bidimensional. Esta análise pode ser sugerida como ferramenta de pesquisa biomecânica, assim como didática no ensino do sistema mastigatório.