Sono state selezionate 106 coppie di modelli in gesso di entrambe le arcate in altrettanti pazienti. Ogni coppia di modelli è stata scansionata utilizzando uno scanner intraorale. Sui file STL ottenuti è stata misurata tramite un calibro digitale l’ampiezza mesio-distale di ogni elemento. Dopo aver stimato gli indici di Bolton sul campione in esame, è stata valutata la percentuale degli elementi che non rientravano nel range dei suddetti indici (pari alla media ±2 deviazioni standard), cioè con discrepanza di dimensione dentale clinicamente significativa. Gli indici dimensionali del campione sono stati confrontati con quelli originali di Bolton. Il campione è stato quindi diviso in sottogruppi in base al genere e alla classe di Angle. In ciascun sottogruppo, per ogni elemento sono state calcolate media, deviazione standard, valori minimo e massimo. Per confrontare i sottogruppi a due a due è stato utilizzato il test t di Student per dati indipendenti. I confronti sono stati eseguiti per ciascun elemento separatamente. Il limite di significatività era p=0.05.
In generale, primi molari inferiori presentavano la maggiore variabilità dimensionale, tranne che nei pazienti di sesso femminile e di III classe di Angle, nei quali la variabilità maggiore si osservava negli incisivi laterali superiori. I pazienti di III classe mostrano una % di TSD pari al 38%, significativamente più elevata rispetto ai pazienti di I e II classe. Confrontando gli indici del campione con gli indici medi di Bolton, sia tutti gli elementi complessivamente che gli elementi anteriori (ma non quelli posteriori) sono risultati più elevati nei pazienti del campione considerato. Nel 15% del campione è stata riscontrata una discrepanza complessiva della dimensione dentale. Il 22% del campione presentava una discrepanza negli elementi anteriori. In base ai risultati osservati, ci si deve aspettare che almeno 1 paziente su 3 di classe III presenti discrepanza. Si ritiene comunque utile per tutti i pazienti includere nel processo diagnostico un’analisi delle dimensioni dentali, anche se l’indice di Bolton fornisce un’indicazione della presenza della TSD, ma non dà informazioni sull’entità della stessa.
La Tooth Size Discrepancy (TSD) è definita come una sproporzione tra la dimensione di ogni singolo dente delle due arcate (1). Il prerequisito per ottenere una buona occlusione, con un corretto valore di overjet e overbite, è che i denti dell’arcata superiore e inferiore abbiano una ampiezza mesio-distale proporzionata.
Lo studio più conosciuto che mette in relazione la TSD (Tooth Size Discrepancy) con il trattamento delle malocclusioni dentali è quello di Bolton del 1958 (2).
Secondo Bolton un’armonia relativa nella dimensione mesio-distale dei denti superiori e inferiori è un fattore rilevante nel coordinare interdigitazione posteriore, overbite, overjet e occlusione centrica. La dimensione dei denti deve essere anche in armonia con la dimensione e la forma d’arcata per permetterne un corretto allineamento (3). Una variazione significativa di questa armonia può portare a una malocclusione e a una difficoltà nell’ottenere un’occlusione con un corretto overjet, overbite e una I classe di Angle molare e canina. Se è presente una discrepanza in termini di dimensioni degli elementi dentali, non sarà possibile ottenere una occlusione ottimale a fine trattamento (4).
Considerando l’importanza clinica di questo tema, gli obiettivi di questo studio possono essere suddivisi in primari e secondari. Gli obiettivi primari di questo studio erano: raccogliere dati sull’ampiezza mesio-distale delle corone della dentatura permanente di un campione di popolazione ortodontica di origine caucasica. Comparare poi i tooth size ratios del campione in esame con i tooth size ratios ottenuti dall’analisi di Bolton (ovvero il gold standard per indagare la discrepanza di dimensione dentale interarcata).
Gli obiettivi secondari erano individuare la percentuale di pazienti del campione con discrepanza di dimensione dentale clinicamente rilevante.
Infine, abbiamo deciso di valutare quale fosse la rilevanza clinica e i limiti degli indici di Bolton per definire la presenza di discrepanza di dimensione dentale in un paziente.
Materiali e Metodi
I dati per questo studio sono stati ottenuti da modelli in gesso di pazienti in dentizione definitiva pretrattamento ortodontico di allineamento (tradizionale o con aligners).
Il campione è costituito da 106 pazienti di età compresa tra i 14 e i 36 anni di razza caucasica (66 donne e 40 uomini) selezionati da 508 coppie di modelli esaminati, appartenenti al reparto di Odontostomatologia dell’IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi.
I criteri adoperati per la selezione dei modelli ortodontici sono i seguenti:
- i pazienti dovevano possedere tutti i denti permanenti completamente erotti in arcata dal primo molare al primo molare controlaterale, senza alcun difetto o eccesso nella dimensione mesio-distale, a seguito di carie, restauri o manufatti protesici.
- Era necessaria l’assenza di severo grado di affollamento (che impedisse di effettuare le misurazioni); assenza di soprannumerari o elementi decidui in arcata.
- I modelli in gesso dovevano essere di buona qualità, con assenza di fratture o bolle nella colatura.
Ogni paziente ha firmato un consenso informato affinché i propri dati fossero utilizzati a scopo di ricerca.
Considerando la natura retrospettiva e osservazionale epidemiologica dello studio non è stata necessaria alcuna approvazione da parte del comitato etico dell’ospedale.
Ogni modello è stato scannerizzato utilizzando lo scanner Aadva IOS (GC Italia S.r.l. San Giuliano Milanese, Milano, Italia). L’ampiezza mesio-distale di ogni elemento dentale (esclusi secondi e terzi molari) è stata rilevata digitalmente misurando la distanza massima tra i punti di contatto ideali mesiali e distali del dente, tenendo conto di eventuali rotazioni e/o mal posizioni degli elementi dentari. Le misurazioni lineari dei file STL ricavati dalle scansioni sono state effettuate tramite il programma FreeCad [Juergen Riegel, Werner Mayer, Yorik van Havre (2001-2018), FreeCAD Version 0.16.6712]. Le misurazioni sono state effettuate dal versante occlusale per gli elementi posteriori (da primo molare a primo premolare), e dal versante vestibolare per gli anteriori (da canino a canino). Talvolta per i canini, sia superiori che inferiori, si è riscontrata la necessità di misurazione dal versante occlusale (figura 1).
Un singolo operatore ha effettuato tutte le misurazioni.
Le misurazioni sono state rilevate con una precisione di 0.00001 millimetri.
Il rapporto anteriore di Bolton (il rapporto tra le ampiezze mesio-distali dei 6 denti mandibolari anteriori e le ampiezze mesio-distali dei 6 denti mascellari anteriori) e il rapporto complessivo di Bolton (il rapporto tra le ampiezze mesio-distali dei 12 denti mandibolari e le ampiezze mesio-distali dei 12 denti mascellari, dal primo molare permanente al primo molare permanente controlaterale) sono stati calcolati.
Stabilito che fosse da intendersi come clinicamente significativa una discrepanza pari a due deviazioni standard dalla media degli indici di Bolton, per stimare l’entità della discrepanza si è fatta una conversione in millimetri. Sono poi state confrontate con le medie delle somme riportate nello studio originale di Bolton (tabella IV).
Per eseguire la raccolta dei dati e il calcolo degli indici è stato utilizzato il programma Microsoft Office Excel (Redmond, Washington USA).
Il campione è stato suddiviso in sottogruppi in base al genere (maschi-femmine) e in base alla classe molare di Angle (I-II e III classi).
La media, l’intervallo e la deviazione standard sono stati calcolati per la dimensione dei denti di ogni singolo paziente del campione.
Analisi statistica
Per confrontare i dati relativi ai sottogruppi è stato utilizzato un test t di Student a due campioni, considerando il livello di significatività con p minore di 0.05. Il test è stato anche utilizzato per calcolare le differenze tra le misurazioni medie per ciascuno dei 28 denti e per confrontare le misurazioni del campione dello studio con il campione di riferimento. Per calcolare l’errore di misurazione dell’indagine, 20 modelli del campione sono stati misurati con lo stesso strumento 3 volte da un singolo operatore. Le tre serie di misurazioni di ogni singolo modello sono state confrontate.
Da questo è risultata una correlazione minima tra le 3 serie di misurazioni di 0.96 e massima di 0.99, con una media di coefficiente di correlazione di 0.985. Da questo si deduce che la discordanza tra le diverse misurazioni, che stima l’errore di misurazione dell’operatore, risulta essere dell’1.5%, relativamente alle misurazioni prese in esame.
Risultati
I risultati sono sintetizzati in tabella da I a IV e dalla figura 2.
La tabella I mostra i dati medi di dimensione dentale del campione del presente studio, la deviazione standard e il range di tutti i denti dei pazienti analizzati, divisi per sesso e per classe molare.
La tabella II mostra la comparazione (tramite Test t di Student) dei dati di dimensione dentale media ottenuti dai sottogruppi riferiti ai generi e alle classi molari secondo Angle. La tabella III confronta i tipi di campione, i dati dimensionali medi, range, deviazione standard (SD) e coefficiente di variabilità (CV) del presente studio con quelli dello studio originale condotto da Bolton. In seguito, la prevalenza di pazienti con TSD oltre 2 deviazioni standard (dallo studio di Bolton) è stata utilizzata poi come indice per valutare la significatività clinica della TSD a livello del campione del presente studio.
Nello specifico significa che per quanto riguarda il TBI (Total Bolton Index) i valori devono essere maggiori di 95.12 o minori di 87.48.
Per quanto riguarda l’ABI (Anterior Bolton Index) i valori devono essere maggiori di 80.5 o minori di 73.89 (6).
Considerando il campione del presente studio, una discrepanza clinicamente significativa del TBI è stata trovata in 16 pazienti (12 con +2SD e 4 con -2SD) pari al 15.09% dei pazienti del campione.
Per quanto riguarda l’ABI è stata trovata una discrepanza in 24 pazienti (17 con +2SD e 7 con -2SD) pari al 22.64% del campione.
Infine, provando a riprodurre gli studi operati da Bernabè (6), in questo studio ci siamo proposti di tradurre in millimetri la discrepanza di 2 deviazioni standard dalla media di Bolton prendendo in esame i pazienti del nostro campione, considerando sia l’high range (ovvero gli indici risultanti TBI e ABI con valori in eccesso rispetto a 2SD dalla media di Bolton), che il low range (ovvero gli indici risultanti TBI e ABI con valori in difetto rispetto a 2SD dalla media di Bolton) (6).
Discussione
Uno scanner intra-orale è stato utilizzato per effettuare le misurazioni dei modelli in gesso dei pazienti del campione esaminato. Questo metodo è stato adottato perché giudicato in grado di fornire misurazioni più accurate, affidabili e clinicamente accettabili di misurazioni effettuate con metodi analogici (12). Questo è stato confermato anche dal calcolo dell’errore di misurazione dell’operatore, che è risultato essere dell’1.5%.
Le misurazioni su modelli digitali operate a livello dei pazienti del campione ci hanno permesso di proporre le seguenti considerazioni.
Ampiezza coronale mesio-distale. Analizzando il campione di popolazione ortodontica di origine Caucasica considerato nel presente studio, le dimensioni mesio-distali dei denti mascellari mostrano nel complesso una variabilità più elevata rispetto ai denti mandibolari. Questo dato risulta essere sovrapponibile ai risultati ottenuti da uno studio Domenicano condotto da Santoro e collaboratori (9). Considerando i singoli elementi dentari, nel campione totale, per quanto riguarda il mascellare, i denti più variabili risultano essere i primi molari superiori e i laterali superiori. Per quanto riguarda l’arcata mandibolare, i denti più variabili risultano essere i primi molari inferiori (tabella I).
Differenze tra generi e classi molari. Considerando il campione di pazienti diviso in base al genere, si evince che la dimensione media di tutti gli elementi dentari dei pazienti di sesso maschile risulta essere maggiore rispetto alla dimensione media degli elementi dentari dei pazienti di genere femminile. Si evidenza anche che la variabilità dimensionale dentale all’interno del campione di sesso maschile è più elevata rispetto al sottogruppo delle donne (tabella I).
Diversi studi hanno dimostrato che i pazienti di sesso maschile possiedono generalmente degli elementi dentari più grandi rispetto a pazienti di genere femminile. Lo studio di Bishara e collaboratori (13) ha dimostrato che, in particolare canini e molari, sono significativamente più grandi negli uomini rispetto alle donne. In questo studio non è stata però calcolata la TSD; è quindi importante sottolineare come la possibilità di differenze di genere nella TSD sia diversa dalla differenza di genere nella dimensione dentale assoluta.
Dai risultati del presente studio emerge poi che, per quanto riguarda il TBI (Total Bolton Index), il valore medio risulta essere più alto negli uomini (92.07) rispetto alle donne (91.89), ma in maniera poco significativa (0.2%).
Considerando l’ABI (Anterior Bolton Index), questo risulta essere invece più alto nelle donne (78.23) rispetto agli uomini (72.03), anch’esso in una percentuale irrisoria (0.3%) (tabella III). Lavelle (14) ha comparato gli indici dimensionali dei denti mascellari e mandibolari tra maschi e femmine. Egli ha dimostrato che TBI e ABI fossero entrambi più alti nei maschi rispetto alle femmine. Tuttavia, questa differenza era minima, meno dell’1%. Stessa scoperta è stata operata da Smith (15), il quale ha trovato indici più alti negli uomini rispetto alle donne. Anche in questo caso, però, le differenze erano esigue (0.7% per il TBI e 0.6% per l’ABI). Al contrario Richardson e Malhotra (16), e Al-Tamimi e Hashim (17), non hanno trovato alcuna differenza di genere nei rapporti di Bolton.
La maggior parte degli studi presi in esame non ha, quindi, evidenziato differenze clinicamente significative tra i generi nei rapporti di Bolton medi. Considerando ora il campione di pazienti diviso in base alle classi di Angle, i pazienti di III classe possiedono, secondo il campione esaminato e in media, elementi dentari più grandi rispetto ai pazienti di I e II classe. I pazienti di II classe del campione presentano, invece, dimensioni dentali in media più ridotte rispetto agli altri sottogruppi (tabella I).
Comparando i dati dei tre sottogruppi, le uniche differenze statisticamente significative riscontrate (p<0.05) sussistono tra i pazienti di I e II classe dentale, e tra i pazienti di II e III classe dentale, unicamente per quanto riguarda la dimensione degli elementi 36 e 46. Per gli altri elementi le dimensioni non mostrano differenze statisticamente significative (tabella II). Considerando il TBI, dai risultati emerge che pazienti di III classe di Angle presentano un eccesso di dimensione dentale mandibolare o un difetto in dimensione dei denti superiori. Al contrario, i pazienti di II classe avrebbero un relativo eccesso di dimensione dentale mascellare o un difetto dimensionale a livello della mandibola. L’ABI risulta, invece, essere più alto nelle II classi e più basso nelle III classi (tabella III).
Considerando la percentuale di pazienti appartenenti ai suddetti sottogruppi con una discrepanza di dimensione dentale clinicamente significativa, è emerso che: i pazienti di I classe che presentano una discrepanza sono il 30% del sottogruppo; i pazienti di II classe che presentano una discrepanza sono il 22.22% del sottogruppo; e I pazienti di III classe che presentano una discrepanza sono il 38.09% del sottogruppo.
Si può quindi affermare che i pazienti di III classe dentale presentano una più elevata percentuale di pazienti con TSD rispetto alle I e alle II classi, che nello specifico sono quelle che presentano la più ridotta percentuale di pazienti con TSD. Questo risultato è concordante con quello di Sperry e i suoi collaboratori (18), i quali hanno dimostrato che la frequenza dell’eccesso relativo alla dimensione dei denti dell’arcata mandibolare (per il rapporto complessivo) era maggiore nei casi di III di Angle. Anche Nie e Lin (19) hanno condotto uno studio sulla TSD con un campione di 360 casi.
Una differenza significativa è stata trovata per tutti i rapporti tra i gruppi di malocclusione, mostrando che i rapporti anteriore, posteriore e complessivo erano tutti più elevati nelle Classi III e più bassi nelle Classi II. Araujo e Souki (10) hanno concluso che gli individui con malocclusione di classe III avevano una prevalenza significativamente maggiore di TSD rispetto a quelli con individui di classe I che, a loro volta, avevano una prevalenza maggiore rispetto a quelli con malocclusione di II classe. Lo studio di Uysal e collaboratori (20) è, poi, interessante perché dimostra, invece, che non c’è differenza tra i vari gruppi di malocclusione, ma che tutti i pazienti con una malocclusione hanno degli indici medi più alti rispetto ai pazienti non trattati privi di una forma di malocclusione.
Prevalenza di TSD (Tooth Size Discrepancy) nei pazienti di un campione di popolazione ortodontica del reparto di Odontostomatologia dell’IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi.
La percentuale di pazienti del campione con TSD (Tooth Size Discrepancy) anteriore è del 22.64%; mentre la percentuale di pazienti con TSD totale è rappresentata dal 15.09%. I dati ottenuti dal presente studio sono in linea con i risultati ottenuti da studi precedenti presenti in letteratura (figura 2).
Nello specifico, la percentuale di pazienti del presente con discrepanza posteriore è leggermente superiore a tutti i valori ottenuti da altri ricercatori (7) (8) (9) (10) (6) (11). I risultati ottenuti da questo studio possono essere presi come un riferimento preliminare sulla percentuale di pazienti con TSD (Tooth Size Discrepancy) clinicamente significativa.
Rilevanza clinica dei Tooth Size Ratios di Bolton. Attualmente, la discrepanza del rapporto mesio-distale dentale clinicamente significativa è stata generalmente denotata come 2 deviazioni standard (SD) al di fuori della media di Bolton (7) (8) (9). Smith e i suoi collaboratori (15) hanno affermato che devono esistere specifiche relazioni dimensionali tra i denti mascellari e mandibolari per garantire la corretta interdigitazione, e i corretti overbite e overjet alla fine del trattamento ortodontico. Questo può essere prontamente accettato, ma rimane la questione importante su quale dimensione della discrepanza sia clinicamente significativa nel realizzare un’occlusione accettabile. Bernabè e collaboratori (6) hanno scelto 1.5 mm come limite di discrepanza accettabile, citando Proffit (1), e confrontato questa cifra di 1.5 mm con le deviazioni standard di Bolton come soglie per significato clinico. Provando a tradurre in millimetri la discrepanza del nostro studio è emerso che, due deviazioni standard dalla media di Bolton per il rapporto complessivo (TBI), sarebbero, invece, una discrepanza pari a 4.2 e i 5.5 millimetri. Mentre due deviazioni standard dalla media di Bolton per l’ABI sarebbe di 1.8-2.5 millimetri (tabella IV).
Si può quindi dedurre dal punto di vista clinico che la discrepanza di dimensione dentale sarà un problema più frequente nel segmento posteriore rispetto a quello anteriore dell’arcata. L’indicazione di 2 deviazioni standard dalla media di Bolton per indicare la presenza di TSD dà un’indicazione della presenza della discrepanza, ma, come è emerso dai risultati, non dà informazioni sull’entità della stessa.
Conclusioni
Dalla ricerca dei dati di dimensione dentale media e dei tooth size ratios in un campione di popolazione ortodontica di 106 pazienti provenienti dal reparto di Odontostomatologia dell’IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi sono state tratte le seguenti conclusioni. I primi molari inferiori, gli incisivi laterali superiori sono da esaminare per primi quando si sospetta la presenza di TSD. I pazienti con malocclusione di terza classe di Angle presentano una più elevata prevalenza di TSD.
Risulta fondamentale includere nel processo diagnostico di un caso ortodontico un’attenta diagnosi delle relazioni dentali dimensionali interarcata. L’indice di Bolton fornisce un’indicazione della presenza della TSD, ma non dà informazioni sull’entità della stessa.
Dalla letteratura (21) (15) (22) (23) (24) emerge che gli indici di Bolton non sono rappresentativi di tutte le popolazioni ed etnie, oltre ad avere limitate applicazioni nelle misurazioni dentali di casi ortodontici con severo grado di affollamento. Si ritiene che un nuovo approccio, o un aggiornamento del metodo di misurazione della Tooth Size Discrepancy, sia necessario e potrà essere oggetto di studi futuri.
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DoctorOS 2019 XXX (9)
106 pairs of plaster models of both arches were selected in as many patients. Each pair of models was scanned using an intraoral scanner. On the obtained STL files, the mesio-distal width of each element was measured using a digital caliper. After estimating the Bolton ratio on the sample under examination, the percentage of the elements that did not fall within the range of the mentioned indices (equal to the average ±2 standard deviations) was evaluated with a clinically significant tooth size discrepancy. The sample size indices were compared with the original Bolton ones. The sample was then divided into subgroups, male and female and class of Angle. In each subgroup, average, standard deviation, minimum and maximum values were calculated for each element. To compare the subgroups two by two, the Student’s t test for independent data was used. Comparisons have been made for each item separately. The limit of significance was p=0.05.
The aim of the study was the evaluation of mesio-distal crown size and tooth size discrepancy (TSD), known as a disproportion between the size of each tooth of the upper arch and the lower arch, compared to the range of standard values, in a sample of orthodontic patients.
Generally lower first molars showed the greatest dimensional variability, except in female patients and Angle III class patients, in whom the greatest variability was observed in the upper lateral incisors. Class III patients show 38% of TSD, significantly higher compared to I and II class patients. Comparing the indices of the sample with the average Bolton ratio, both the elements as a whole and the anterior elements (but not the posterior ones) were higher in the patients of the considered sample. In 15% of the sample an overall discrepancy of the dental dimension was found. 22% of the sample had a discrepancy in the anterior elements. Based on the results observed, it should be expected that at least 1 out of 3 class III patients present a discrepancy. It is however considered useful for all patients to include an analysis of dental size in the diagnostic process, even if the Bolton index provides an indication of the presence of the TSD, but does not give information on its entity.
, intesa come una sproporzione tra la dimensione di ogni dente dell’arcata superiore e il suo omologo dell’arcata inferiore.){kind=link}