# Méthode d'évaluation et de reproduction du plan d'occlusion maxillaire par arc facial en réhabilitation orale: une étude de reproductibilité

Lucas Césario Ferreira

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Lucas Césario Ferreira. Méthode d'évaluation et de reproduction du plan d'occlusion maxillaire par arc facial en réhabilitation orale: une étude de reproductibilité. Chirurgie. 2025. dumas-05404564

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Submitted on 8 Dec 2025

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U.F.R. D'ODONTOLOGIE

Année 2025/2026

Thèse n° 77

THESE POUR L'OBTENTION DU

DIPLOME D'ETAT de DOCTEUR EN CHIRURGIE
DENTAIRE

Présentée et soutenue publiquement

Par FERREIRA, Lucas Césario

Né le 06/06/2000 à Pessac

Le 1er décembre 2025 à 12h30

Méthode d'évaluation et de reproduction du plan d'occlusion
maxillaire par arc facial en réhabilitation orale : une étude de
reproductibilité

Sous la direction de : Pierre-Hadrien DECAUP

Membres du jury :

M. NAVEAU Adrien
M. DECAUP Pierre-Hadrien
Mme. CAVARE Anaïs
M. ROUZE L'ALZIT François

Professeur des Universités
Maître de Conférences Universitaire
Maître de Conférences Universitaire
Maître de Conférences Universitaire

Président
Directeur
Rapporteur
Assesseur
# UNIVERSITE DE BORDEAUX

01/11/2025

Président

M. LEWIS Dean

Directeur de Collège des Sciences de la Santé M. DUBUS Pierre

## COLLEGE DES SCIENCES DE LA SANTE
UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE DES SCIENCES

<table><tr><td>Directeur</td><td>M. FRICAIN Jean-Christophe</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Directeur Adjoint à la Pédagogie</td><td>M. DELBOS Yves</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Directeur Adjoint - Chargé de la Recherche</td><td>Mme. GAROT Elsa</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Directeur Adjoint - Chargé des Relations Internationales</td><td>M. NAVEAU Adrien</td><td>58-01</td></tr></table>

## ENSEIGNANTS DE L'UFR

### PROFESSEURS DES UNIVERSITES

<table><tr><td>Mme</td><td>Caroline</td><td>BERTRAND</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Marie-José</td><td>BOILEAU</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Sylvain</td><td>CATROS</td><td>Chirugie orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Raphaël</td><td>DEVILLARD</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Emmanuel</td><td>D'INCAU</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Bruno</td><td>ELLA NGUEMA</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques - Biomatériaux</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Mathilde</td><td>FENELON</td><td>Chirurgie Orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Jean-Christophe</td><td>FRICAIN</td><td>Chirurgie orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Elsa</td><td>GAROT</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Adrien</td><td>NAVEAU</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr></table>

### MAITRES DE CONFERENCES DES UNIVERSITES

<table><tr><td>Mme</td><td>Elise</td><td>ARRIVÉ</td><td>Prévention épidémiologie – Economie de la santé – Odontologie légale</td><td>56-02</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Audrey</td><td>AUSSEL</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Etienne</td><td>BARDINET</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Michel</td><td>BARTALA</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Cédric</td><td>BAZERT</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Christophe</td><td>BOU</td><td>Prévention épidémiologie – Economie de la santé – Odontologie légale</td><td>56-02</td></tr><tr><td>M.</td><td>Jacques</td><td>COLAT PARROS</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M,</td><td>Jean-Christophe</td><td>COUTANT</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>François</td><td>DARQUE</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>François</td><td>DE BRONDEAU</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Pierre-Hadrien</td><td>DECAUP</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Yves</td><td>DELBOS</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Julia</td><td>ESTIVALS</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Hélène</td><td>FRON-CHABOUIS</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Dominique</td><td>GILLET</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Olivia</td><td>KEROUREDAN</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Jean-François</td><td>LASSERRE</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Léa</td><td>MASSE</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr></table>
<table><tr><td>M.</td><td>Patrick</td><td>ROUAS</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>François</td><td>ROUZÉ L'ALZIT</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Johan</td><td>SAMOT</td><td>Biologie Orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Maud</td><td>SAMPEUR</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Cyril</td><td>SEDARAT</td><td>Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Rawen</td><td>SMIRANI</td><td>Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Noélie</td><td>THEBAUD</td><td>Biologie Orale</td><td>57-01</td></tr></table>

## PRATICIENS HOSPITALIER-UNIVERSITAIRE

<table><tr><td>Mme</td><td>Virginie</td><td>CHUY</td><td>Prévention épidémiologie – Economie de la santé – Odontologie légale</td><td>56-02</td></tr><tr><td>M.</td><td>Jean-Benoit</td><td>HOCKE</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-01</td></tr></table>

## AUTRES ENSEIGNANTS

<table><tr><td>M.</td><td>Pierre-Marc</td><td>VERDALLE</td><td>CDD 2e degré Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Anais</td><td>CAVARE</td><td>MCU associé ODF</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Laurie</td><td>FUCHS</td><td>Surnombre Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr></table>

## CCU-AH (Chefs de Clinique Universitaires - Assistant des Hôpitaux)

<table><tr><td>M.</td><td>Adrien</td><td>AMELINE</td><td>Orthopédie dento-faciale</td><td>56-02</td></tr><tr><td>M.</td><td>Rémi</td><td>BAGNARIOL</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Noémie</td><td>BERCHOUX</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Lucie</td><td>BIROT</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Audrey</td><td>CHANLON</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques</td><td></td></tr><tr><td>M.</td><td>Simon</td><td>COURTADE</td><td>Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Diane</td><td>DELADRIERE</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Mathieu</td><td>DELOLME</td><td>Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Quentin</td><td>DESPERIEZ</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Mathilde</td><td>DEVUN</td><td>Parodontologie</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Andréa</td><td>DUCHEZ</td><td>Prévention épidémiologie – Economie de la santé – Odontologie légale</td><td>56-02</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Emma</td><td>FRIBOURG</td><td>Chirurgie orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Alexandre</td><td>FROMENTIN</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Paul</td><td>GALVEZ</td><td>Chirurgie orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Iphigénie</td><td>JEROME</td><td>Prothèse Dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Sarah</td><td>KAWCHAGIE</td><td>Prothèse Dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Claire</td><td>LAFOURCADE</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Adrien</td><td>LARAN</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Vincent</td><td>MALET</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Chloé</td><td>PONTENS</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Imane</td><td>RAMDANI</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Ana</td><td>RIBEIRO MAGALHES</td><td>Odontologie pédiatrique</td><td>56-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Mathilde</td><td>SAINT-JEAN</td><td>Biologie Orale</td><td>57-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Nicolas</td><td>SARRAN</td><td>Sciences anatomiques et physiologiques</td><td>58-01</td></tr><tr><td>M.</td><td>Florian</td><td>SAYSSET</td><td>Prothèse dentaire</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Myriam</td><td>SILJIMASSI</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr><tr><td>Mme</td><td>Aurore</td><td>VENENCIE</td><td>Dentisterie restauratrice et endodontie</td><td>58-01</td></tr></table>
A notre Président de thèse

Monsieur le Professeur Adrien NAVEAU

Professeur des Universités – Praticien Hospitalier

Section Prothèse dentaire – 58-01

Je tiens à vous exprimer toute ma gratitude pour l'honneur que vous me faites en acceptant
de présider ce jury de thèse.

Je vous prie de recevoir mes remerciements les plus sincères et le témoignage de mon
profond respect.
A notre Directeur de thèse

Monsieur le Docteur Pierre-Hadrien DECAUP

Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier

Section Prothèse Dentaire – 58-01

Je souhaite vous adresser mes sincères remerciements pour votre implication, votre disponibilité et votre accompagnement constant tout au long de ce travail.

Au-delà de cette thèse, j'ai eu la chance de bénéficier de votre encadrement pendant trois ans à l'hôpital Xavier Arnozan. Durant cette période, vous avez toujours été présent pour me conseiller, m'épauler et m'encourager avec bienveillance. Je vous remercie profondément pour tout ce que vous m'avez transmis : des connaissances précieuses, une rigueur professionnelle et une approche clinique réfléchie qui me serviront tout au long de ma pratique future.

Veuillez trouver ici le témoignage de mon admiration et de mon profond respect.
Madame le Docteur Anaïs CAVARE

Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier

Section Orthopédie dento-faciale – 56-01

Je souhaite vous remercier d'avoir accepté la tâche exigeante de rapporteur de cette thèse.

Je vous suis également très reconnaissant pour le temps et l'attention que vous avez
consacrés à la lecture et à la correction de ce travail.

Soyez assuré de ma gratitude et de mon profond respect.
A notre Assesseur

Monsieur le Docteur François ROUZE L'ALZIT

Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier

Section Prothèse dentaire – 58-01

Je suis honoré par votre présence et je vous suis reconnaissant d'avoir accepté de participer à ce jury.

Je garde un excellent souvenir de vos enseignements notamment en travaux pratiques.

Veuillez trouver ici l'expression de mes sincères remerciements et de mon profond respect.
A notre prothésiste

Monsieur Pascal HOUSTY

Je souhaite vous remercier pour votre disponibilité, votre bonne humeur ainsi que pour le matériel que vous avez mis à ma disposition.

Votre accompagnement a été d'une grande aide et a contribué à la réussite de ce travail.

Veuillez trouver ici le témoignage de ma sincère reconnaissance.
A ma mère,

Tu as toujours été là pour moi dans les moments de joie comme dans les épreuves. Merci d'avoir trouvé les mots justes pour me réconforter et d'avoir toujours cru en moi. Tu m'as transmis le goût de l'effort et du travail bien fait, des valeurs qui m'ont guidé tout au long de ce parcours. Ton soutien, ton écoute et ton amour ont été ma plus grande force.

A Cédric,

Ta présence à mes côtés au fil des années m'a profondément touché. Ton soutien, ta bienveillance et tous ces moments de partage, notamment nos sorties surf, ont énormément compté pour moi et resteront gravés comme des instants précieux.

A Julen et Léna,

Merci d'avoir illuminé mon enfance et mon adolescence. Grâce à vous, j'ai grandi entouré de rires, de complicité et de moments uniques que je n'oublierai jamais.

A tata Aude,

A la meilleure des marraines, merci de t'être occupé de moi avec tendresse quand j'étais enfant. Tu m'as toujours soutenu et défendu. Je sais que je pourrai compter sur toi quoi qu'il arrive.

A papi Lou et mamie Marie-Pierre,

Je tiens à vous remercier d'avoir pris soin de moi lorsque j'étais petit ainsi que pour tout l'amour et l'attention que vous m'avez donnés. Je garde d'excellents souvenirs de moments passés à vos côtés : les cours de ski et les parties de belote avec toi papi et les sorties à la piscine avec toi mamie.

A ma famille,

Un grand merci à tous ceux que je n'ai pas pu citer mais qui comptent beaucoup pour moi. Vous m'avez toujours suivi de près ou de loin avec affection et bienveillance. De nombreux moments de partage et de convivialité comme les Noël, les anniversaires et les repas de famille resteront gravés dans ma mémoire.

A Lou-Anna,

Depuis plus de 4 ans, nous avons vécu et partagé tant de belles choses. Je te remercie pour ton amour, ta patience et tes encouragements. Grâce à toi, même les moments les plus simples de la vie deviennent extraordinaires. Je suis infiniment reconnaissant de t'avoir à mes côtés et d'avancer avec toi. Je t'aime.

A la famille de Loulou,

Dès les premiers instants, je me suis senti à l'aise à vos côtés, comme si j'avais toujours fait partie de la famille. Vous m'avez accueilli chaleureusement parmi vous que ce soit à Limoges, au Pyla ou sur votre île réunionnaise. Je vous remercie pour tous ces beaux moments partagés ainsi que pour votre générosité.

A ma nounou préférée Laetitia,

Merci de m'avoir gardé lorsque j'étais petit et pour la patience et la gentillesse dont tu as fait preuve.
A Patrice,

Ton accueil, ton accompagnement et ta bienveillance tout au long du stage m'ont beaucoup touché.
Ton sens du partage, ton expérience et tes conseils avisés m'ont beaucoup appris et m'ont permis de
progresser dans l'exercice de ma profession.

A Aymeric,

Tu as commencé par être mon professeur avant de devenir un véritable ami mais aussi un redoutable
adversaire ou un super coéquipier sur les terrains de padel. Merci pour ta bienveillance et ton soutien
qui ont beaucoup compté pour moi, aussi bien sur le plan professionnel que personnel.

A mes amis de dentaire,

Merci à vous pour ces moments de joie et de complicité qui ont rythmé nos années d'études : les WEI,
les rallyes, les apéros et les soirées. Vous avez rendu ce parcours bien plus joyeux et c'est grâce à vous
que ces années resteront parmi les plus belles de ma vie.

A mes amis, Romain, Lucas et Amaury,

Merci d'avoir toujours été présents même si nous ne nous sommes pas vus aussi souvent que nous le
souhaitions. Le temps et la distance n'ont jamais entamé notre complicité et c'est ce qui rend notre
amitié si précieuse.
Table des matières

<table><tr><td>I. Introduction</td><td>13</td></tr><tr><td>II. Problématique et objectif d'étude</td><td>15</td></tr><tr><td>III. Matériel et méthodes</td><td>15</td></tr><tr><td>1. Acquisition des modèles maxillaires</td><td>15</td></tr><tr><td>2. Montage sur articulateur et scannage des modèles</td><td>17</td></tr><tr><td>2.1 Montage sur articulateur avec une table de montage</td><td>17</td></tr><tr><td>2.2 Montage sur articulateur à l'aide d'un arc facial</td><td>18</td></tr><tr><td>3. Analyse numérique avec Blender</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1 Détermination d'un plan d'occlusion de référence</td><td>20</td></tr><tr><td>3.1.1 Réduction de la densité du maillage</td><td>20</td></tr><tr><td>3.1.2 Suppression de la moitié ou du 1/3 supérieur de l'objet</td><td>20</td></tr><tr><td>3.1.3 Sélection et échantillonnage des points par rapport à l'axe Z</td><td>21</td></tr><tr><td>3.1.4 Echantillonnage par rapport à l'axe Y</td><td>21</td></tr><tr><td>3.1.5 Génération du plan d'occlusion</td><td>21</td></tr><tr><td>3.2 Calcul des angles d'inclinaison</td><td>22</td></tr><tr><td>3.2.1 Extraction des données et projection</td><td>22</td></tr><tr><td>3.2.2 Centrage des points</td><td>22</td></tr><tr><td>3.2.3 Quantification de la variance par ACP</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.4 Calcul de l'angle d'orientation</td><td>23</td></tr><tr><td>3.2.5 Affichage des résultats</td><td>23</td></tr><tr><td>4. Analyse manuelle avec ImageJ</td><td>23</td></tr><tr><td>4.1 Calcul de l'angle selon le plan XZ</td><td>24</td></tr><tr><td>4.2 Calcul de l'angle selon le plan YZ</td><td>24</td></tr><tr><td>5. Étude de la reproductibilité des mesures numériques et manuelles</td><td>25</td></tr><tr><td>6. Analyse Statistique</td><td>25</td></tr><tr><td>IV. Résultats</td><td>26</td></tr><tr><td>V. Discussion</td><td>30</td></tr><tr><td>VI. Conclusion</td><td>32</td></tr><tr><td>VII. Bibliographie</td><td>34</td></tr></table>
## Liste des figures

<table><tr><td>Figure 1 : Déroulement méthodologique : étapes de laboratoire</td><td>16</td></tr><tr><td>Figure 2 : Scanner GC Aadva 2 et imprimante 3D Dagoma</td><td>16</td></tr><tr><td>Figure 3 : Table mandibulaire en plâtre vue de face et de profil</td><td>17</td></tr><tr><td>Figure 4 : Montage en articulateur via une table de montage et acquisition des données tridimensionnelles à l'aide d'un scanner de laboratoire</td><td>18</td></tr><tr><td>Figure 5 : Montage en articulateur via un arc facial et acquisition des données tridimensionnelles à l'aide d'un scanner de laboratoire</td><td>19</td></tr><tr><td>Figure 6 : Plan d'occlusion généré après le premier script python (vue latérale et vue de dessous)</td><td>22</td></tr><tr><td>Figure 7 : Exemple d'affichage des deux angles d'inclinaisons dans la console système du logiciel Blender</td><td>23</td></tr><tr><td>Figure 8 : Mesure manuelle de l'angle entre la droite passant par les pointes canines des dents 13/23 et l'axe horizontal X</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 9 : Mesure manuelle de l'angle entre la droite reliant le bord libre de l'incisive centrale à la cuspide mésio-palatine de la deuxième molaire correspondante et l'axe horizontal</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 10 : Médiane (points rouge) dans le plan frontal obtenus via une méthode de mesure numérique basée sur le maillage, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement</td><td>26</td></tr><tr><td>Figure 11 : Médiane (points rouge) dans le plan sagittal obtenus via une méthode de mesure numérique basée sur le maillage, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement</td><td>26</td></tr><tr><td>Figure 12 : Médiane (losanges rouge) et écart interquartile (intervalles vert) dans le plan frontal obtenus via une méthode de mesure manuelle, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement</td><td>27</td></tr><tr><td>Figure 13 : Médiane (losanges rouge) et écart interquartile (intervalles vert) dans le plan sagittal obtenus via une méthode de mesure manuelle, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement</td><td>27</td></tr><tr><td>Figure 14 : Diagramme en boîte des angulations frontales (X) des modèles maxillaires montées à l'aide d'un arc facial (AF) ou d'une table de montage (TM)</td><td>29</td></tr><tr><td>Figure 15 : Diagramme en boîte des angulations sagittales (Y) des modèles maxillaires montées à l'aide d'un arc facial (AF) ou d'une table de montage (TM)</td><td>29</td></tr></table>

## Liste des tableaux

<table><tr><td>Tableau 1 : Statistiques descriptives et normalité de distribution des 60 montages</td><td>28</td></tr><tr><td>Tableau 2 : Résultats des tests non paramétriques : table de montage versus arc facial</td><td>28</td></tr></table>
# I **Introduction**

Dans le cadre d'un traitement prothétique, il est essentiel que le chirurgien-dentiste et le prothésiste dentaire conçoivent des restaurations indirectes qui s'intègrent harmonieusement au système masticatoire du patient (1). Cette intégration repose en partie sur des critères techniques tels que la position tridimensionnelle du maxillaire, la relation entre les arcades dentaires ainsi que les plans de référence et les points faciaux, qui influencent considérablement la planification prothétique et la conception des restaurations (2).

D'après le « *Glossary of Prosthodontics terms* », l'arc facial, couramment utilisé en prothèse, est un instrument permettant d'enregistrer la position spatiale de l'arcade maxillaire par rapport à un ou plusieurs repères anatomiques, afin de transférer cette relation sur un articulateur. Ainsi, il oriente le modèle maxillaire pour qu'il corresponde précisément à l'axe d'ouverture de l'appareil (3). Le plan de Francfort est le plan de référence utilisé pour le transfert avec un arc facial (4). Il est défini, de profil, par le point le plus bas de la marge de l'orbite osseuse droit ou gauche (point sous orbitaire) et par le point le plus haut de la marge du méat du conduit auditif externe osseux droit et gauche (porion) (5).

Concernant l'utilisation de l'arc facial, une étude réalisée en 2019 a révélé que la totalité (100,00 %) des 18 écoles dentaires irlandaises et britanniques enseignaient cette méthode de transfert du modèle maxillaire (6). Cependant, une étude menée en 2022 a interrogé 161 praticiens basés au Royaume-Uni et a révélé que seuls 41,67% des 108 praticiens ayant répondu au questionnaire utilisaient cette méthode de transfert dans le cadre de leur traitement prothétique. Ce pourcentage a encore diminué pour atteindre 25,06% lorsque 435 praticiens de diverses nationalités (Royaume-Uni, Malaisie, Malte, Afrique du Sud) ont été interrogés entre février 2020 et octobre 2021 (7). L'absence de consensus scientifique sur l'occlusion dentaire peut en partie expliquer pourquoi les arcs faciaux sont rarement employés lors des procédures de transfert maxillaire (7–10). Ainsi, pour développer un flux de travail prothétique qui soit à la fois reproductible, précis, efficace et fondé sur des preuves, il est essentiel d'évaluer la fiabilité et la validité des dispositifs utilisés, ainsi que leur impact sur les résultats prothétiques, et en particulier sur la satisfaction des patients (8–10). Une revue systématique publiée en 2013 (1), qui comprenait huit essais cliniques randomisés, a démontré que l'utilisation de l'arc facial n'offrait pas de meilleurs résultats par rapport à d'autres méthodes dans le cadre de la fabrication de prothèses complètes et de gouttières occlusales, que ce soit en termes de rétention prothétique, de contacts occlusaux, de temps d'ajustement au fauteuil, de satisfaction des patients, de durée moyenne des soins ou de performance masticatoire (1). De plus, l'utilisation de l'arc facial impacterait négativement le traitement prothétique dans le cas de certaines études (11–15) incluses dans la revue systématique de Farias-Neto et al., 2013 (1). Cet impact défavorable concernait notamment la capacité masticatoire des patients (11,13), la stabilité de la prothèse (12), l'aspect esthétique de l'appareil (12), le temps de travail du praticien au fauteuil (14) ainsi que le nombre de contacts occlusaux en relation centrée et en latéralité du côté gauche (15).

Des techniques de montage simplifiées reposant sur des valeurs moyennes, telles que la technique du triangle de Bonwill ou encore l'angle de Balkwill, ont ainsi été comparées à l'utilisation de l'arc facial dans le cadre de traitement prothétique (15-17). Dans ce contexte, l'étude de Shodadai et al., 2001 illustre parfaitement ce questionnement. Leur recherche avait pour objectif d'évaluer si l'utilisation d'un arc facial pour transférer les modèles maxillaires sur un articulateur offrait des avantages
mesurables dans la fabrication d'une gouttière occlusale. Vingt patients atteints de bruxisme (diagnostiqué, dans le cadre de cette étude, par la présence de signes cliniques d'attrition dentaire) ont ainsi participé à l'étude, et pour chacun, deux gouttières ont été confectionnées : l'une grâce à un transfert avec arc facial, et l'autre à l'aide d'un indicateur de plan occlusal paramétré selon un angle de 15 degrés. La comparaison, basée sur le nombre de contacts occlusaux et le temps d'ajustement au fauteuil, a révélé que l'utilisation de l'arc facial n'apportait pas d'amélioration cliniquement significative. Ces résultats suggèrent donc que, dans ce contexte spécifique, l'arc facial ne présenterait pas d'avantages significativement quantifiables par rapport à une technique de transfert et de montage non individualisée. Cependant, la position tridimensionnelle des modèles dans l'articulateur n'a pas été évalué dans cette étude (17).

En revanche, certaines études convergent vers la conclusion que le transfert des modèles maxillaires à l'aide d'un arc facial, qu'il soit réalisé de manière traditionnelle ou virtuelle, procure une meilleure fiabilité et validité que celui réalisé sur la base de valeurs moyennes (16,18). En effet, deux études complémentaires ont examiné différentes techniques de transfert des modèles maxillaires sur l'articulateur afin d'évaluer leur fiabilité dans la reproduction de la relation maxillo-mandibulaire (16,18). Dans l'une d'elles, Ahlers et al., 2019 ont comparé le transfert de modèles réalisé à l'aide d'un arc facial à celui basé sur des valeurs moyennes. Trente-huit étudiants de premier cycle en odontologie ont été répartis aléatoirement en deux groupes. Chaque groupe a reçu une formation identique avant le début de l'étude (démonstrations vidéo et cours magistraux) et aucun n'avait d'expérience pratique avec l'une ou l'autre des deux techniques étudiées. Les deux méthodes de montage ont été appliquées successivement par chaque groupe dans des séquences inversées en travaillant sur un fantôme en guise de patient. Les positions des différents modèles ont été évaluées tridimensionnellement à partir de trois points de référence définis au préalable. Les résultats ont démontré que le transfert à l'aide d'un arc facial était non seulement plus fiable mais offrait également une validité supérieure par rapport à la méthode basée sur des valeurs moyennes (18). De manière parallèle, Inoue et al., 2024 ont évalué trois techniques de montage virtuel des modèles maxillaires : le montage avec un arc facial, le montage basé sur des valeurs moyennes et le montage réalisé à partir de scans faciaux. Dans cette étude, dix participants ont vu leurs arcades scannées numériquement et montées sur un articulateur virtuel selon les trois méthodes, avec des mesures des distances entre différents points anatomiques pour évaluer la qualité du transfert. Les résultats ont révélé que les montages basés sur des valeurs moyennes présentaient des différences significatives par rapport aux deux autres techniques, indiquant une moindre fiabilité dans la reproduction de la relation maxillo-mandibulaire (16).

En outre, toutes les procédures de transfert sont influencées par la situation des patients ainsi que par les compétences de l'opérateur (18). Ainsi, ces systèmes de simulation physiologique nécessitent une évaluation triple, en termes de fiabilité, de reproductibilité et de validité. La validité désigne la capacité d'une valeur à représenter fidèlement l'objet d'intérêt en l'absence d'erreurs de mesure. Le terme d'exactitude peut également être utilisé dans ce contexte. La reproductibilité, quant à elle, reflète la proximité des résultats obtenus lors de mesures répétées d'un même objet. La fiabilité peut être utilisée comme synonyme de reproductibilité mais elle peut être employée dans un sens plus large pour englober la validité et la reproductibilité (19). La répétabilité ou reproductibilité intra-observateur désigne le degré de précision d'un processus de mesure lorsque celui-ci est répété dans des conditions identiques (incluant la même méthode de mesure, les mêmes opérateurs, le même système de mesure, les mêmes conditions de fonctionnement et le même lieu) appliqué sur des objets identiques
sur un cours laps de temps (20). Quant à la variabilité inter-observateur, elle résulte des divergences introduites par plusieurs opérateurs, chacun ayant sa propre approche et ses propres ajustements (21).

Compte tenu de l'émergence de méthodes innovantes pour le positionnement conventionnel ou numérique de l'arcade maxillaire dans l'articulateur (16,22-27), souvent comparées à la méthode basée sur l'arc facial considérée comme un éventuel gold standard, il apparaît nécessaire de comparer la technique de transfert via l'arc facial à une méthode objective non estimative. Dans ce contexte, la procédure de montage utilisant une table de montage fixe inclinée à 10° (28) permet d'analyser à la fois la variabilité intrinsèque liée à l'opérateur dans le positionnement horizontal du modèle maxillaire et la variabilité intrinsèque spécifique à la méthode basée sur son positionnement sagittal.

# I **Problématique et objectif d'étude**

L'objectif de cette étude est de comparer la répétabilité intra-observateur du positionnement de l'arcade maxillaire en articulateur à l'aide d'un arc facial par rapport à une méthode de montage de référence basée sur une table de montage inclinée à 10 degrés. Ce travail explore ainsi la problématique suivante : le transfert et le montage en articulateur par une technique d'arc facial est-elle significativement plus reproductible en termes de positionnement maxillaire tridimensionnel qu'une technique non individualisée basée sur l'utilisation d'une table de montage normée à 10° ? L'hypothèse nulle stipule qu'il n'existe pas de différence significative entre ces deux techniques quant à la fiabilité du positionnement tridimensionnel de l'arcade maxillaire.

# I **Matériel et méthodes**

L'étude a évalué la reproductibilité du positionnement de l'arcade maxillaire et de son transfert sur articulateur, chez une étudiante en odontologie de 25 ans, complètement denté, ayant donné un consentement éclairé écrit. L'ensemble des manipulations de transfert et de montage en articulateur a été réalisé par le même opérateur, un étudiant en odontologie de 25 ans doté de trois années d'expérience en traitements prothétiques au cours de son cursus universitaire, assurant ainsi la fiabilité intra-observateur. Toutes les procédures de laboratoire ont été supervisé par un prothésiste dentaire.

## 1. Acquisition des modèles maxillaires

Une empreinte maxillaire a été réalisée chez la patiente à l'aide d'un porte-empreinte standardisé en métal perforé préalablement enduit d'un adhésif adapté et d'un matériau d'empreinte à base d'alginate (Figure 1). Celle-ci a été coulée en plâtre extra-dur de type IV (Fujirock, GC, Bad Homburg, Allemagne) afin d'obtenir un modèle de travail (Figure 1), lequel a ensuite été numérisé à l'aide d'un scanner de laboratoire (Aadva Lab Scanner 2, GC, Bad Homburg, Allemagne) (Figure 2), permettant ainsi sa conversion en modèle numérique. Ce dernier a été dupliqué en dix exemplaires par impression
3D (Figure 1) grâce à une imprimante 3D (3D Sigma, Dagoma, Roubaix, France) (Figure 2). Le fil utilisé est un fil en PLA (acide polylactique) gris clair de diamètre 1,75 mm et ayant une température d'impression égal à 230 degrés. Ces répliques standardisées des modèles maxillaires ont permis d'assurer la reproductibilité des mesures tout au long de l'étude.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 : Déroulement méthodologique : étapes de laboratoire. 1, Empreinte maxillaire à l'alginate. 2, Modèle maxillaire en plâtre. 3, Modèle maxillaire en PLA imprimé en 3D.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 2 : Scanner GC Aadva 2 et imprimante 3D Dagoma.</figcaption></figure>
## 2. Montage sur articulateur et scannage des modèles

### 2.1 Montage sur articulateur avec une table de montage

Trente modèles maxillaires ont été montés sur un articulateur semi-adaptable de type ARCON (Quick Master B2, FAG, Cluses, France) à l'aide d'une table de montage standardisée orientée à 10° (Table de montage 10, FAG). Les répliques maxillaires ont été stabilisées avec de la cire ou de la plastiline et ont été montées avec du plâtre adapté de type III (Elite Arti, Zhermack Dental, Dentsply Sirona, Salzbourg, Autriche). Ces dernières ont été positionnées selon les recommandations du fabricant en centrant la ligne inter-incisive avec la croix centrale de la table de montage et en alignant l'arcade maxillaire dans le plan horizontal à l'aide de la grille présente sur la table de montage. L'ensemble des articulateurs a été paramétré de manière identique, avec une tige incisive réglée à 0 mm et une pente condylienne fixée à 40°. Une table ou plateforme mandibulaire en plâtre (Elite Arti, Zhermack Dental, Dentsply Sirona, Salzbourg, Autriche), comportant deux plots de références latéraux (alignés par rapport à la première prémolaire gauche et alignés par rapport aux incisives) et deux rainures longitudinales (positionnées le long de la pointe canine de la dent numéro 23 et de la cuspide mésio vestibulaire de la première molaire gauche), a été confectionnée afin d'assurer la reconnaissance du scanner et de permettre un bon repositionnement dans l'espace du modèle maxillaire lors du scannage (Figure 3).

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 3 : Table mandibulaire en plâtre vue de face et de profil.</figcaption></figure>

Chaque articulateur ainsi monté (Figure 4) a été scanné à l'aide d'un scanner de laboratoire certifié selon les normes ISO 12836 (Aadva Lab Scanner 2, GC, Bad Homburg, Allemagne). La numérisation s'est déroulée en 3 étapes successives : scannage du modèle maxillaire puis de la table mandibulaire en plâtre et pour finir de l'articulateur (Figure 4). Cette dernière étape a permis d'acquérir la position spatiale de la réplique maxillaire par rapport à la branche supérieure de l'articulateur. Dans ce système de coordonnées, le plan horizontal XY était parallèle à la branche supérieure de l'articulateur, représentatif du plan de Francfort (28). Les fichiers 3D appelés « *upperjaw* » ont été exportés au format *Polygon File Format (PLY)* à partir du logiciel du scanner de laboratoire (Aadva Scan, GC Europe) pour un traitement ultérieur et une analyse basée sur le maillage dans Blender (v 4.2.3, Blender Foundation).
<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Figure 4 : Montage en articulateur via une table de montage et acquisition des données tridimensionnelles à l'aide d'un scanner de laboratoire. 1, Transfert du modèle maxillaire sur un articulateur semi-adaptable à l'aide d'une table de montage. 2, Scannage du modèle maxillaire par le scanner GC Aadva 2. 3, Scannage de la table mandibulaire par le scanner GC Aadva 2. 4, Mise en place de l'articulateur dans le scanner. 5, Scannage de l'articulateur monté avec une table de montage par le scanner GC Aadva 2.

## 2.2 Montage sur articulateur à l'aide d'un arc facial

Un second montage a été réalisé sur trente autres modèles maxillaires, cette fois-ci en utilisant un arc facial (Quick, FAG) pour assurer un transfert anatomique de la position de l'arcade maxillaire. L'arc facial a été manipulé conformément aux recommandations du fabricant. Pour enregistrer la position de l'arcade maxillaire avec l'arc facial, la fourchette a été recouverte de cire (Arti Pink, cire de type Moyco, Bausch, Köln, Allemagne) puis indentée pour s'adapter à la dentition maxillaire de la patiente.
Ensuite, les embouts auriculaires de l'arc facial ont été insérés dans les conduits auditifs et l'arc facial a été placé visuellement parallèlement aux lignes bi-pupillaires et bi-tragales tout en étant bloqué par l'appui nasal. La dernière étape consistait à verrouiller et bloquer le système d'assemblage assurant la liaison entre l'arc facial et la fourchette. Après l'enregistrement, l'arc facial a été transféré sur un articulateur semi-adaptable de type ARCON (Quick Master B2, FAG, Cluses, France) grâce aux embouts auriculaires. La fourchette a été stabilisée sur l'articulateur à l'aide d'un support en plâtre dédié (Elite Arti, Zhermack Dental, Dentsply Sirona, Salzbourg, Autriche) afin de bloquer sa position par le bas. La réplique maxillaire a été placée dans les indentations présentes dans la cire de la fourchette et a été montée avec un plâtre adapté de type III (Elite Arti, Zhermack Dental, Dentsply Sirona, Salzbourg, Autriche) (Figure 5). Comme pour la première série, tous les articulateurs ont été paramétrés de manière identique, avec une tige incisive à 0 mm et une pente condylienne fixée à 40°. De plus, une nouvelle table mandibulaire en plâtre avec plots et rainures a été fabriquée afin de faciliter la numérisation. L'ensemble des articulateurs a ensuite été scanné avec le scanner GC Aadva 2 (Figure 5), et les fichiers « *upperjaw* » ont été enregistrés au format « .PLY ».

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 5 : Montage en articulateur via un arc facial et acquisition des données tridimensionnelles à l'aide d'un scanner de laboratoire. 1, Transfert du modèle maxillaire sur un articulateur semi-adaptable à l'aide d'un arc facial. 2, Scannage de l'articulateur monté avec un arc facial par le scanner GC Aadva 2.</figcaption></figure>

### 3. Analyse numérique avec Blender

L'ensemble des fichiers « .PLY » *upperjaw* a été importé dans le logiciel Blender (v 4.2.3, Blender Foundation) pour l'analyse numérique. Une première étape de recentrage des modèles a été effectuée grâce à la fonction « *Geometry to Origin* », permettant de centrer chaque modèle dans le système de coordonnées de Blender.

L'étape suivante visait à développer un outil automatisé pour mesurer l'orientation spatiale des plans occlusaux des fichiers numériques correspondant aux divers modèles maxillaires (analyse basée sur le
maillage). Cet outil entièrement automatisé, mis en œuvre dans un logiciel libre (Blender v 4.2.3 ; Blender Foundation) à l'aide d'un script Python personnalisé, a éliminé toute intervention de l'opérateur dans le processus de mesure, garantissant ainsi la fiabilité de l'outil. Le développement de l'outil dans un environnement open-source permet également sa diffusion et son utilisation dans de futures études. Les maillages maxillaires ont été importés dans Blender (v 4.2.3 ; Blender Foundation), où deux scripts Python personnalisés ont été créés et utilisés : le premier a permis d'extraire les coordonnées du plan d'occlusion et de déterminer un plan de référence correspondant au modèle maxillaire et le second, quant à lui, a servi à calculer l'angle d'inclinaison de ce plan par rapport aux axes de référence X et Y.

## 3.1 Détermination d'un plan d'occlusion de référence

Le premier script Python a été développé et implémenté dans Blender afin d'extraire un plan d'occlusion représentatif de l'orientation du modèle maxillaire. Ce script suit une méthodologie rigoureuse reposant sur plusieurs étapes successives de traitement du maillage.

### 3.1.1 Réduction de la densité du maillage

Les modèles 3D initiaux présentaient une densité de maillage très élevée, ce qui compliquait leur exploitation et rendait impossible les calculs numériques. Pour remédier à cela, une première opération de simplification du maillage a été appliquée. Un coefficient de réduction a alors été introduit, conduisant à la suppression de 80 % des points, de manière à ne conserver que 20 % des points initiaux. Cette étape était essentielle pour optimiser la manipulation des données tout en maintenant une précision suffisante pour la suite des analyses.

### 3.1.2 Suppression de la moitié ou du 1/3 supérieur de l'objet

Afin de concentrer l'analyse sur les dents du modèle maxillaire et d'éliminer les artefacts potentiels issus des reliefs anatomiques supérieurs, une segmentation verticale a été réalisée. Le script a identifié et supprimé tous les points situés au-delà d'un seuil défini sur l'axe Z, ne conservant ainsi que la moitié inférieure de l'objet (pour les tables de montage) ou les 2/3 inférieurs de l'objet (pour les arcs faciaux). Cette distinction dans le code a été établie parce qu'avec une angulation plus marquée des modèles montés avec un arc facial, la suppression de la moitié supérieure de l'objet aurait entraîné la disparition des dents 17 et 27. Cette étape a permis d'exclure les structures non pertinentes et de limiter les biais lors de l'extraction du plan d'occlusion.
### 3.1.3 Sélection et échantillonnage des points par rapport à l'axe Z

Une fois le maillage réduit et filtré, un échantillonnage spatial de 2000 sommets a été réalisé pour extraire une sous-population de points pertinents. Les sommets représentent les points spatiaux qui définissent le maillage. Ils sont reliés entre eux par des arêtes qui forment les faces qui créent la surface de l'objet. Cette sélection s'est opérée en prenant des points situés dans les 10 % des points ayant les plus basses valeurs selon l'axe Z, correspondant aux structures les plus proches du plan occlusal.

### 3.1.4 Echantillonnage par rapport à l'axe Y

Afin d'assurer une distribution spatiale équilibrée et représentative des points sélectionnés, un échantillonnage stratifié a été appliqué le long de l'axe global Y. Cette stratification repose sur la division de l'intervalle des coordonnées Y en plusieurs sections appelées bins de tailles égales. Chaque bin correspond à une section définie de l'arcade maxillaire, et le script sélectionne un nombre équilibré de points dans chaque bin. L'objectif était d'éviter une concentration excessive de points dans certaines zones et d'assurer une répartition uniforme des points sur l'ensemble de la longueur du modèle maxillaire. De plus, 1000 sommets ont été sélectionnés de part et d'autre de l'axe Y, ce qui a permis d'obtenir un échantillon homogène et symétrique. Cette approche visait à améliorer la représentativité géométrique de l'inclinaison réelle du plan occlusal.

Cette méthode présente l'avantage d'éliminer les biais liés à la sélection manuelle des points de référence. L'outil développé dans cette étude procède à un échantillonnage automatique de l'ensemble des sommets définissant la géométrie du plan occlusal, ce qui réduit les erreurs potentielles dues au placement des points d'intérêt par l'opérateur.

### 3.1.5 Génération du plan d'occlusion

À partir de cet ensemble de points sélectionnés, une Analyse en Composantes Principales (ACP) a été appliquée par le script. Les coordonnées des sommets ont d'abord été centrées autour de l'origine (0,0) en soustrayant leur centroïde. Ensuite, une matrice de covariance a été calculée (matrice exprimant la manière dont les coordonnées X, Y et Z des sommets échantillonnés varient ensemble), et ses vecteurs propres (représentent la direction principale de variation) et valeurs propres (représentent l'ampleur de la variation dans ces directions) ont été extraits. Le vecteur propre associé à la plus petite valeur propre, a été interprété comme le vecteur normal du plan occlusal le mieux adapté car il indique la direction de plus faible variance spatiale. Les deux autres vecteurs propres, associés aux valeurs propres les plus élevées, définissent les directions de plus grande variance à l'intérieur du plan et donc la dispersion spatiale horizontale des coordonnées échantillonnées. Sur la base de ces trois vecteurs, un objet personnalisé « plan d'occlusion » a été généré dans le logiciel. Cet objet a été construit comme une surface rectangulaire orientée selon les résultats de l'ACP avec son vecteur normal aligné sur l'axe de moindre variance. Les dimensions du plan ont été mises à l'échelle pour correspondre à l'étendue spatiale de l'ensemble des sommets sélectionnés, garantissant ainsi une référence visuelle et informatique cohérente pour les calculs d'angle ultérieurs. Cette approche
mathématique a permis d'identifier les directions principales dans lesquelles les points du modèle sont répartis dans l'espace et d'en extraire un plan optimal.

Ce premier script en Python nous a permis d'extraire un plan d'occlusion représentatif de l'inclinaison du modèle maxillaire de manière objective (Figure 6).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 6 : Plan d'occlusion généré après le premier script python (vue latérale et vue de dessous).</figcaption></figure>

## 3.2 Calcul des angles d'inclinaison

Le second script Python a été développé et implémenté dans Blender afin de déterminer l'angle d'inclinaison du plan d'occlusion obtenu par rapport aux axes de référence X et Y. Les mesures ont été exprimées en degrés au centième près.

### 3.2.1 Extraction des données et projection

Le script commence par vérifier que l'objet sélectionné est bien un maillage et qu'il possède au moins une face. Ensuite, il sélectionne la face de notre plan et récupère les coordonnées mondiales de chacun de ses sommets. Pour simplifier l'analyse, ces coordonnées sont projetées sur deux plans : Le plan YZ (en ignorant la coordonnée X) et le plan XZ (en ignorant la coordonnée Y).

### 3.2.2 Centrage des points

Le script calcule d'abord le centroïde de tous les points sélectionnés, puis soustrait cette moyenne à chaque coordonnée des points. Ainsi, l'ensemble des points est recentré autour de l'origine (0,0), ce qui permet de réaliser des calculs qui reflètent uniquement la dispersion et l'orientation des points, sans être biaisés par leur position dans l'espace.
### 3.2.3 Quantification de la variance par ACP

À partir des points recentrés, une matrice de covariance est calculée pour évaluer comment les points varient ensemble. La méthode d'Analyse en Composantes Principales (ACP) est alors appliquée selon le même principe que précédemment. Le vecteur associé à la direction dominante de l'objet, obtenu par la décomposition de la matrice de covariance, est utilisé pour calculer l'angle d'orientation par rapport à un axe de référence (axe X ou Y).

### 3.2.4 Calcul de l'angle d'orientation

Ce vecteur dominant est comparé à un axe de référence (l'axe Y pour la projection sur le plan YZ et l'axe X pour la projection sur le plan XZ) en calculant l'angle entre les deux. L'angle est ajusté pour obtenir une valeur comprise entre 0 et 90 degrés, garantissant ainsi une interprétation cohérente.

### 3.2.5 Affichage des résultats

Pour chaque objet sélectionné, le script affiche l'angle d'orientation calculé sur le plan YZ et sur le plan XZ (Figure 7). Ces deux valeurs angulaires correspondent aux inclinaisons frontales et sagittales du plan occlusal. Ces mesures permettent donc d'évaluer de façon objective l'inclinaison du plan d'occlusion obtenu après le premier script.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 7 : Exemple d'affichage des deux angles d'inclinaisons dans la console système du logiciel Blender.</figcaption></figure>

## 4. Analyse manuelle avec ImageJ

Une approche complémentaire manuelle opérateur-dépendante a été réalisée à l'aide du logiciel ImageJ (29), afin de comparer la méthode numérique avec une méthode de mesure plus traditionnelle. Des captures d'écran en vue orthogonale frontales et latérales de chaque modèle ont été générées grâce au logiciel Blender (v 4.2.3, Blender Foundation). Les mesures des angles ont été effectuées sur des fichiers « .PNG » et elles ont été exprimées en degrés.

Les angles ont été déterminés selon le plan XZ et selon le plan YZ.
## 4.1 Calcul de l'angle selon le plan XZ

Dans la vue frontale, une droite a été tracée entre les pointes canines des canines maxillaires droite et gauche (Figure 8) et son angle par rapport à l'axe X a été mesuré.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 8 : Mesure manuelle de l'angle entre la droite passant par les pointes canines des dents 13/23 et l'axe horizontal X.</figcaption></figure>

## 4.2 Calcul de l'angle selon le plan YZ

Dans la vue latérale, une droite a été tracée en reliant le bord libre de l'incisive centrale (11 ou 21) avec la cuspide mésio-palatine de la deuxième molaire correspondante (17 ou 27) (Figure 9) et son angle par rapport à l'axe Y a été déterminé.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 9 : Mesure manuelle de l'angle entre la droite reliant le bord libre de l'incisive centrale à la cuspide mésio-palatine de la deuxième molaire correspondante et l'axe horizontal.</figcaption></figure>
## 5. Étude de la reproductibilité des mesures numériques et manuelles

Pour valider l'analyse numérique basée sur le maillage et l'analyse manuelle via ImageJ, une mesure de l'inclinaison du plan occlusal a été effectuée sur dix fichiers maxillaires 3D sélectionnés au hasard (cinq modèles montés avec une table de montage et cinq modèles montés avec un arc facial). La randomisation a été effectuée avec la fonction *sample* dans R (V4.2.2, R Foundation for Statistical Computing). Dans cet échantillon dix mesures répétées de la déviation du plan occlusal ont été réalisées dans les plans frontal et sagittal pour chaque modèle et pour chaque méthode de mesure (analyse numérique basée sur le maillage ou analyse manuelle avec ImageJ).

Pour évaluer la reproductibilité intra-observateur des angulations du plan occlusal, les mesures répétées obtenues à la fois par la méthode automatisée via les scripts Python dans Blender (v 4.2.3, Blender Foundation) et par la méthode manuelle via ImageJ (29) ont été analysées dans l'environnement R (v4.2.2, R Foundation for Statistical Computing). Les valeurs angulaires dans les plans sagittal (Y ou YZ) et frontal (X ou XZ) ont été extraites pour chaque méthode et chaque spécimen (n=10), avec dix observations répétées par modèle. Les coefficients de corrélation intra classe (CCI) ont été calculés pour chaque ensemble de données à l'aide d'un modèle à effets aléatoires à deux voies avec accord absolu (30).

Cette étape de validation de l'outil de mesure automatique basé sur les maillages a permis son utilisation lors de la comparaison du positionnement tridimensionnel maxillaire entre les 30 modèles issus d'un protocole de transfert et montage par arc facial et les 30 modèles montés à l'aide d'une table de montage non-individualisée à 10 degrés.

## 6. Analyse Statistique

Toutes les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide de R (v4.2.2, R Foundation for Statistical Computing). La normalité des données angulaires dans les plans frontal (déviation X) et sagittal (déviation Y) a été évaluée séparément pour chaque groupe (30 montages réalisés avec l'arc facial et 30 avec la table de montage) à l'aide du test de Shapiro-Wilk ($\alpha$ = 0,05). En raison de la distribution non normale de plusieurs variables, des méthodes non paramétriques ont été préférées pour les analyses ultérieures.

Pour évaluer la reproductibilité de chaque technique de montage, la variabilité des angles entre les deux groupes a été comparée au moyen du test de Fligner-Killeen, un test non paramétrique d'homogénéité des variances. Pour identifier d'éventuelles différences dans l'orientation moyenne du plan occlusal entre les deux groupes (arc facial et table de montage), nous avons employé le test de Wilcoxon.

Enfin, pour quantifier l'ampleur des différences observées, des deltas de Cliff ont été calculés et leur interprétation a suivi les seuils conventionnels. Toutes les valeurs *p* ont été considérées comme significatives au seuil $\alpha$ = 0,05.

Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide de R (v4.2.2 ; R Foundation for Statistical Computing) avec les packages suivants : car (test de Fligner-Killeen), effsize (delta de Cliff), ggplot2
(visualisation des données), irr (ICC), stats (test de Shapiro-Wilk et test de somme des rangs de Wilcoxon).

# V. Résultats

Pour valider la méthode de mesure numérique basée sur les scripts Python, sa reproductibilité intra-observateur a été comparée à un protocole de mesure manuelle, effectué dans ImageJ (29), impliquant la localisation de points de repère par l'opérateur. Au total : 10 mesures d'angulation répétées ont été réalisées sur 10 modèles (cinq montés à l'aide d'une table de montage et cinq avec un arc facial) choisis aléatoirement parmi l'ensemble des modèles. En utilisant la méthode de mesure numérique basée sur le maillage, une concordance quasi parfaite a été trouvée pour les valeurs angulaires X et Y (ICCx = 0,999 ; p<0,001 – ICCy = 0,999 ; p<0,001). L'écart interquartile (IQR ou EI) était égal à 0,000 degré pour 10 modèles sur 10 pour les 10 observations successives (Figure 10-11).

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 10 : Médiane (points rouge) dans le plan frontal obtenus via une méthode de mesure numérique basée sur le maillage, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 11 : Médiane (points rouge) dans le plan sagittal obtenus via une méthode de mesure numérique basée sur le maillage, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement.</figcaption></figure>
La méthode de mesure manuelle via ImageJ a également obtenu une concordance presque parfaite mais plus faible (ICCx = 0,983 ; *p*<0,001 – ICCy = 0,999 ; *p*<0,001), avec un écart interquartile (IQR) intraspécifique compris entre 0,0175 degrés et 0,1675 degrés pour les valeurs X (Figure 12) et entre 0,0500 degrés et 0,2625 degrés pour les valeurs Y (Figure 13). En raison de sa grande reproductibilité, de sa variabilité minimale et de son flux de travail entièrement numérique, la méthode numérique basée sur le maillage a été retenue pour toutes les mesures ultérieures.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 12: Médiane (losanges rouge) et écart interquartile (intervalles vert) dans le plan frontal obtenus via une méthode de mesure manuelle, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 13 : Médiane (losanges rouge) et écart interquartile (intervalles vert) dans le plan sagittal obtenus via une méthode de mesure manuelle, à partir de 10 mesures répétées (points noir) sur 10 articulateurs choisis aléatoirement.</figcaption></figure>

Pour évaluer la reproductibilité du positionnement de l'arcade maxillaire à l'aide d'une table de montage ou d'un arc facial, 60 articulateurs (30 par groupe), simulant le même patient, ont été numérisés et analysés en mesurant les angles X (frontal) et Y (sagittal) à l'aide de la méthode numérique basée sur le maillage. La normalité des distributions a été évaluée à l'aide du test de Shapiro-Wilk (Tableau 1). En effet, l'hypothèse de normalité n'a pas été respectée pour les valeurs d'angulation X tant pour le groupe de la table de montage (p=0,049) que pour le groupe de l'arc facial (p<0,001) alors
que la distribution des valeurs de l'angle sagittal était non normale uniquement pour le groupe de la table de montage (p=0,009). Cependant, les valeurs d'angulation Y, pour le montage avec arc facial, étaient normalement distribuées selon le test de Shapiro-Wilk (p=0,181). En conséquence, des tests statistiques non paramétriques ont été appliqués.

<table><caption>Tableau 1: Statistiques descriptives et normalité de distribution des 60 montages.</caption><thead><tr><td>Groupe</td><td>N</td><td>Médiane</td><td>IQR ou EI</td><td>Test de Shapiro-Wilk</td></tr></thead><tbody><tr><td>X Angulation TM</td><td>30</td><td>0,15</td><td>0,14</td><td>W=0,930 – p=0,049*</td></tr><tr><td>Y Angulation TM</td><td>30</td><td>10,28</td><td>1,22</td><td>W=0,903 – p=0,009*</td></tr><tr><td>X Angulation AF</td><td>30</td><td>0,43</td><td>0,61</td><td>W=0,787 – p&lt;0,001*</td></tr><tr><td>Y Angulation AF</td><td>30</td><td>20,36</td><td>4,12</td><td>W=0,951 – p=0,181</td></tr></tbody></table>

X Angulation = angulation frontal – Y Angulation = angulation sagittale – N = nombre d'observations – IQR = écart interquartile – TM = table de montage – AF = Arc facial – * = p<0,05

L'homogénéité de la variance, testée à l'aide du test de Fligner-Killeen (Tableau 2), a mis en évidence des différences statistiquement significatives dans la variance entre les groupes, pour les deux axes X (p <0,001) et Y (p <0,001), lors de la comparaison des méthodes utilisant la table de montage ou l'arc facial. Les écarts interquartiles, pour les valeurs d'angulation X et Y, ont révélé une variabilité plus importante avec l'arc facial (IQRx = 0,61 degrés ; IQRy = 4,12 degrés, Figure 14-15) qu'avec la table de montage (IQRx = 0,14 degrés ; IQRy = 1,22 degrés, Figure 14-15). Le test de Wilcoxon a mis en évidence des différences statistiquement significatives dans les valeurs d'angulation de l'arcade maxillaire X (p = 0,033) et Y (p <0,001) en comparant les deux méthodes de montage (Tableau 2). Les valeurs médianes des angles X et Y étaient plus élevées dans le groupe utilisant l'arc facial (Médiane x = 0,43 degrés ; Médiane y = 20,36 degrés, Figure 14-15) par rapport au groupe utilisant la table de montage (Médiane x = 0,15 degrés ; Médiane y = 10,28 degrés, Figure 14-15). Comme prévu, une très grande taille d'effet a été trouvée dans l'angulation sagittale (Y) de l'arcade maxillaire entre les deux méthodes de montage (Δ de Cliff=1,00) (Tableau 2), probablement en raison de la valeur de référence de 10 degrés fixée avec la table de montage. Cette valeur fixe a conduit à une absence totale de chevauchement entre les deux groupes, entraînant ainsi une séparation maximale dans la distribution des valeurs. Cependant, une petite taille d'effet a été trouvée dans l'angulation frontale (X) de l'arcade maxillaire entre les deux méthodes de montage (Δ de Cliff = 0,32, Tableau 2).

<table><caption>Tableau 2 : Résultats des tests non paramétriques : table de montage versus arc facial.</caption><thead><tr><td>Groupe</td><td>Test de Fligner-Killeen</td><td>Test de Wilcoxon</td><td>Δ de Cliff</td></tr></thead><tbody><tr><td>Angulation X</td><td>χ2 = 19,768 – p <0,001*</td><td>W = 549,5 – p = 0,033*</td><td>Δ = 0,32</td></tr><tr><td>Angulation Y</td><td>χ2 = 14,872 – p <0,001*</td><td>W = 900 – p <0,001*</td><td>Δ = 1,00</td></tr></tbody></table>

Angulation X = angulation frontale – Angulation Y = angulation sagittale – * = p<0,05
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 14 : Diagramme en boîte des angulations frontales (X) des modèles maxillaires montées à l'aide d'un arc facial (AF) ou d'une table de montage (TM).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 15 : Diagramme en boîte des angulations sagittales (Y) des modèles maxillaires montées à l'aide d'un arc facial (AF) ou d'une table de montage (TM).</figcaption></figure>
V. Discussion

Les résultats ont mis en évidence une différence significative de reproductibilité dans le
positionnement de l'arcade maxillaire entre les deux techniques de montage (arc facial et table de
montage), tant dans le plan frontal que sagittal, conduisant au rejet de l'hypothèse nulle. La méthode
basée sur la table de montage s'est révélée plus reproductible sur les 30 mesures, offrant une
angulation maxillaire plus cohérente dans les deux plans.

Malgré une inclinaison fixe de la table de montage à 10 degrés, l'angulation sagittale des modèles maxillaires oscillait entre 7,93 degrés et 11,46 degrés (IQR = 1,22 degrés). Cette variabilité, observée bien que le processus d'acquisition numérique ait été normalisé (ISO12836), traduit sans doute de légères incohérences dans le placement du modèle par l'opérateur au cours de la procédure de montage. En effet, sur une surface inclinée, même de petits déplacements horizontaux de la réplique maxillaire pendant le montage peuvent entraîner des décalages angulaires sagittaux. Cette amplitude de variation s'explique même dans un protocole hautement reproductible. Il est important de rappeler que l'analyse basée sur le maillage a été préalablement validée et a montré une erreur intra-observateur négligeable, attestant de la fiabilité de la mesure angulaire elle-même. La variabilité observée avec la méthode utilisant la table de montage peut dès lors être considérée comme « la reproductibilité intra-opérateur de base », dans le cadre d'un protocole hautement contrôlé et simplifié. Autrement dit, elle correspond à la limite intrinsèque de l'opérateur lorsque les sources d'erreur externes sont minimisées et réduites au strict minimum. En revanche, les angles sagittaux obtenus avec l'arc facial variaient de 14,16 degrés à 23,99 degrés (IQR = 4,12 degrés), soit un écart de près de 10°, bien qu'elles aient été réalisées par le même opérateur sur le même sujet à 30 reprises. Comparé à la variabilité dite de base observée avec la table de montage, ces résultats montrent qu'une proportion substantielle de la dispersion dans le groupe de l'arc facial est imputable au dispositif et à la technique de transfert eux-mêmes. Il semble que l'arc facial introduise une variabilité supplémentaire, liées à de légères imprécisions dans l'évaluation des repères anatomiques, dans le positionnement de la fourche et de la branche supérieure, ainsi que lors du transfert sur articulateur. Tout ceci s'additionne pour influencer l'orientation sagittale finale du modèle maxillaire. Cette observation est valable non seulement dans le plan sagittal, mais se retrouve également dans la dimension frontale. En effet, l'angulation frontale des modèles maxillaires était comprise entre 0,01 degrés et 0,52 degrés (IQR = 0,14 degrés) dans le groupe utilisant la table de montage alors que dans le groupe utilisant l'arc facial, elle se situait entre 0,00 degré et 2,20 degrés (IQR = 0,61 degrés). Cette différence, bien que faible en valeur absolue, représente près de quatre fois la variabilité observée avec la table de montage et soulève des enjeux cliniques importants, notamment pour l'orientation du plan frontal qui conditionne l'esthétique du sourire (31,32).

Nos résultats sont partiellement cohérents avec des études in vitro antérieures. En effet, une plus
grande variance de l'inclinaison sagittale a été rapportée pour les systèmes d'arc faciaux DENAR par
rapport à d'autres types d'arc faciaux (33) et une plus grande variabilité intra-observateur a été
soulignée par plusieurs études au sein et entre différents systèmes (26,33-35). De même, des
différences significatives dans les inclinaisons frontales et sagittales ont été observées entre différents
systèmes d'arc faciaux par rapport à une méthode de contrôle (33). Cette expérimentation a été
conduite à partir d'un fantôme équipé d'une maquette maxillaire, positionné de manière à ce que le
plan de Francfort soit horizontal. L'angle entre le plan d'occlusion et le plan de Francfort a été mesuré
dans les plans frontaux et sagittaux à l'aide d'un rapporteur numérique (méthode contrôle). Cinq
systèmes d'arc faciaux ont été évalués : le Whip Mix Indirect Mounting, le Hanau Springbow, le Denar
Slidematic, le Panadent Pana-Mount et le Kois Dento-Facial Analyzer. Pour chacun, quinze
enregistrements ont été réalisés et les modèles maxillaires ont été montés sur des articulateurs semi
adaptables correspondants à chaque système. Les angles entre les plans d'occlusions et le plan de
Francfort ont été mesuré et comparé aux valeurs de référence par deux opérateurs afin de limiter les
biais. Dans le plan frontal, l'angle de la méthode contrôle était de 2,2 degrés. Des différences
statistiquement significatives ont été observées entre les angles moyens dans 4 des 5 groupes d'arc
faciaux : le *Kois* (0,82 degrés ; *p*<0,001), le *Hanau* (1,65 degrés ; *p*<0,001), le *Whip Mix* (1,77 ; *p*=0,001)
et le *Pana-Mount* (1,92 degrés, *p*=0,024). Dans le plan sagittal, l'angle de la méthode contrôle était de
7,9 degrés. Des différences statistiquement significatives ont été rapportées entre les angles moyens
dans 3 des 5 groupes : le *Denar* (1,79 degrés ; *p*<0,001), le *Kois* (5,94 degrés ; *p*<0,001) et le *Whip Mix*
(8,90 degrés ; *p*=0,001). Ces résultats mettent en évidence que la fiabilité de la restitution du plan
d'occlusion varie selon le système d'arc facial utilisé et qu'aucun dispositif n'a permis une reproduction
parfaitement conforme à la méthode de référence (33). Cependant, certaines études impliquant des
praticiens confirmés et des étudiants en premier cycle de chirurgie dentaire ont montré que les
enregistrements via l'arc facial étaient plus fiables que d'autres méthodes de références anatomiques
telles que l'angle de Balkwill ou le triangle de Bonwill (16,18). À notre connaissance, la présente étude
est la première à confronter la technique de transfert par arc facial à une méthode de référence,
spécifiquement pour évaluer la variabilité liée à l'opérateur dans un protocole strictement contrôlé et
dans des conditions normalisées.

Bien que les montages à l'aide d'un arc facial aient montré une reproductibilité plus faible dans la présente étude, les valeurs d'angulation sagittale obtenues par cette méthode peuvent refléter de manière plus précise la configuration anatomique individuelle du patient. Des études antérieures ont rapporté des angles moyens entre le plan horizontal de Francfort et le plan occlusal allant de 6,79 degrés à 11,80 degrés, avec des écarts types compris entre 3,69 degrés et 5,41 degrés (36-39), ce qui suggère une variabilité interindividuelle significative et considérable. Dans ce contexte, l'inclinaison fixe de 10 degrés imposée par la table de montage représente une moyenne populationnelle, plutôt qu'une inclinaison anatomique spécifique au patient analysé. De ce fait, on peut se demander si un transfert plus variable mais potentiellement plus précis sur le plan anatomique, comme celui réalisé avec l'arc facial, pourrait parfois mieux refléter le plan d'occlusion réel du patient.

Il est important de souligner que cette étude présente quelques limites. En effet, l'ensemble des
montages a été réalisé à partir d'un unique modèle maxillaire issu de la même patiente. Cette approche
mono-individuelle limite la validité externe des résultats et rend difficile leur extrapolation à l'ensemble
de la population (40), en particulier aux patients édentés, partiellement dentés ou présentant des
anomalies anatomiques. De plus, toutes les manipulations ont été effectuées par le même opérateur
ce qui ne permet pas d'évaluer la variabilité inter-observateur. Choi et al., 1999 ont montré que
l'utilisation d'un arc facial par différents praticiens induit une variabilité mesurable dans l'orientation
spatiale des modèles maxillaires, traduisant ainsi l'impact de l'expérience individuelle et de la courbe
d'apprentissage (41).

Bien que cette étude se soit concentrée sur l'évaluation de la reproductibilité de la méthode de transfert par arc facial, il reste encore à déterminer si une technique de transfert spécifique pourrait conduire à des résultats cliniques supérieurs. Il parait donc essentiel d'évaluer l'efficacité des méthodes de transfert maxillaire via des essais cliniques randomisés, intégrant à la fois des critères d'évaluation cliniques et des résultats rapportés par les patients. Bien que la revue systématique de Farias-Neto et al., 2013 ait montré que l'utilisation d'un arc facial ne donnait pas de meilleurs résultats qu'une table de montage pour la fabrication de prothèses complètes et de gouttières occlusales (en termes de rétention prothétique, de contacts inter occlusaux, de temps d'ajustement au fauteuil, de satisfaction du patient, de temps total de soins et de performance masticatoire) (1), il demeure nécessaire de
mettre à jour et d'approfondir ces données probantes. Étant donné les limites potentielles de reproductibilité de l'arc facial, le défi d'individualisation du traitement peut être relevé par d'autres stratégies. Parmi les alternatives prometteuses figurent les scanners faciaux numériques (16,22), les articulateurs virtuels (22,23,27) et les outils d'intelligence artificielle (42,43). Ces approches innovantes doivent être évaluées en termes de reproductibilité, de précision et d'impact clinique avant leur adoption dans des flux de travaux prothétiques quotidien. Ainsi, la présente étude peut fournir un cadre de référence pour l'évaluation de la fiabilité des nouvelles techniques de transfert maxillaire, à la fois dans des contextes prothétiques traditionnels mais aussi entièrement numériques.

# V Conclusion

L'étude présentée dans cette thèse s'inscrit dans une démarche visant à évaluer la reproductibilité et la fiabilité de différentes méthodes de transfert du modèle maxillaire sur un articulateur en odontologie prothétique. L'enjeu est de taille, car la qualité du positionnement tridimensionnel de l'arcade maxillaire conditionne en partie la réussite et l'intégration des restaurations prothétiques, tant sur le plan fonctionnel qu'esthétique. Malgré l'importance reconnue de l'arc facial dans la littérature et dans l'enseignement, l'usage de cet instrument en pratique clinique reste controversé, comme en témoigne la diversité des pratiques observées à l'échelle internationale (6,7).

Nos résultats mettent en lumière la complexité du choix de la méthode de transfert, qui doit concilier précision, reproductibilité, efficacité et satisfaction du patient. L'analyse comparative basée sur le maillage a permis d'explorer la reproductibilité intra-observateur et d'objectiver les performances respectives de chaque technique. Les mesures effectuées sur les modèles numériques, générés à partir d'empreintes physico-chimiques conventionnelles puis imprimés en 3D, ont permis d'obtenir une quantification précise des écarts angulaires dans les plans frontaux et sagittaux des différents montages, tout en limitant les biais liés à l'opérateur grâce à la standardisation du protocole. En effet, les résultats ont montré que la technique de l'arc facial présentait une variabilité significativement plus importante par rapport à la table de montage tant pour les angulations sagittales que frontales. D'un point de vue clinique, cela suggère que l'utilisation de l'arc facial doit être envisagée avec prudence et que, dans certains cas, la table de montage pourrait constituer une alternative plus fiable en termes de positionnement maxillaire par sa simplicité d'exécution. Des études cliniques intégrant des opérateurs variés et des patients à différents stades et typologies d'édentements permettraient de mieux comprendre l'impact du transfert et du montage en articulateur par arc facial sur la satisfaction du patient et le nombre de séances d'ajustements techniques nécessaires à l'obtention de cette satisfaction.

De plus, notre travail met en exergue l'importance de la standardisation des protocoles et de la formation des opérateurs, qui sont des facteurs déterminants dans la qualité du transfert du modèle maxillaire. Les progrès technologiques, notamment l'intégration du numérique dans la chaîne prothétique avec les articulateurs virtuels et les scanners faciaux, ouvrent des perspectives prometteuses pour améliorer la validité et la reproductibilité des procédures.

Bien que la présente étude puisse servir de référence en matière de reproductibilité, d'autres recherches sont nécessaires pour confirmer ces résultats dans divers contextes cliniques, avec différents systèmes d'arcs faciaux, différents profils de patients et opérateurs afin d'établir des recommandations fondées sur des preuves. L'objectif ultime reste d'optimiser la qualité des restaurations prothétiques, en garantissant une intégration harmonieuse dans le système masticatoire
du patient et en maximisant sa satisfaction. Ainsi, la combinaison de protocoles standardisés, de technologies innovantes et d'une formation des praticiens aux nouveaux outils à leur disposition apparaît comme un levier essentiel pour relever ce défi.

Cette thèse a donné lieu à la rédaction d'un article scientifique qui fait l'objet d'une publication dans le *Journal of Prosthetic Dentistry*.
THE JOURNAL OF PROSTHETIC DENTISTRY

CLINICAL RESEARCH

# Assessing the reproducibility of facebow transfers: A mesh-based intra-observer study

Lucas Ferreira, MS,ª Ana Ribeiro, DDS, MS,ᵇ and Pierre-Hadrien Decaup, DDS, PhDᶜ

Prosthodontic treatments rely on a partially individualized re-production of the patient's masticatory system,¹⁻⁶ associated with anatomical variability.⁷⁻⁹ In a conventional workflow, an articulator aims to reduce the number of prosthetic adjustments and optimize occlusal equilibration.¹⁻⁴ The maxillary occlusal plane can be positioned relative to a fixed cranial reference using a facebow.³,⁴,¹⁰⁻¹³ A survey conducted in 2019 reported that all of the 18 Irish and British dental schools surveyed taught the facebow transferring method.¹⁴ However, a 2022 study found that only 41.7% of 161 practitioners surveyed in the United Kingdom used the facebow

transfer method in their prosthodontic treatments.¹⁵ Facebow usage decreased further to 25.1% when including other nationalities.¹⁵ The lack of scientific consensus regarding dental occlusion may partly explain why facebows have been infrequently used.¹,¹⁵⁻¹⁷ Therefore, developing a reproducible, accurate, efficient, and evidence-based dental occlusion workflow necessitates evaluating the reliability of the employed devices, as well as their impact on prosthodontic outcomes.¹,¹¹⁻¹³,¹⁶⁻²⁰ A 2013 systematic review¹⁰

## ABSTRACT

**Statement of problem.** The reproducibility of positioning the maxillary occlusal plane in an articulator with a facebow remains debated. Its clinical use is widespread, yet its reliability and clinical outcomes compared to other transfer methods under standardized conditions remain uncertain.

**Purpose.** The purpose of this in vitro study was to compare the intra-operator reproducibility of maxillary positioning on an articulator using a facebow compared to a standardized transfer table.

**Material and methods.** Sixty identical maxillary replicas from a single patient were mounted by a single operator (30 using a facebow and 30 using a 10-degree inclined transfer table). Each articulator was scanned, and frontal and sagittal occlusal plane angulations were measured using a validated mesh-based method. Statistical analyses included Shapiro-Wilk test to assess normality, Fligner-Killeen and Wilcoxon rank-sum tests to compare the groups, and Cliff δ to estimate effect size.

**Results.** The mesh-based analysis was validated with perfect intra-observer agreement. The reproducibility significantly differed for both frontal and sagittal inclinations between the facebow record and the standardized method (P<.05). Angular values also differed significantly between groups (P<.05), with a large effect size in sagittal directions (Cliff δ=1.00) and a small effect size in frontal directions (Cliff δ=0.32).

**Conclusions.** The facebow transfer technique exhibited low reproducibility. The mesh-based protocol offered a reproducibility baseline for assessing emerging maxillary transfer techniques with a reliable measurement method. (J Prosthet Dent xxxx; xxx:xxx-xxx)

reported that facebow use did not offer superior results compared with other methods in the fabrication of complete dentures for outcomes such as prosthesis retention, interocclusal contacts, chairside adjustment time, patient satisfaction, mean total-care time, and masticatory performance. Facebow usage was even reported to be detrimental for some of these parameters.²¹⁻²⁵ In contrast, a randomized study involving 38 predoctoral dental students reported higher reliability when using a facebow transfer

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

<footnote>ªMaster's student, UFR of Dental Sciences, Health College, University of Bordeaux, Bordeaux, France.</footnote>

<footnote>ᵇAssistant Lecturer, Department of Paediatric Dentistry, UFR of Dental Sciences, Health College, University of Bordeaux, Bordeaux, France; and Associate Researcher, University of Bordeaux, CNRS, Ministry of Culture, PACEA, UMR 5199, Pessac, France.</footnote>

<footnote>ᶜAssistant Professor, Department of Prosthetic Dentistry, UFR of Dental Sciences, Health College, University of Bordeaux, Bordeaux, France; and Researcher, University of Bordeaux, CNRS, Ministry of Culture, PACEA, UMR 5199, Pessac, France.</footnote>
## Clinical Implications

The facebow method showed significantly greater variability than the transfer table method, raising questions about its clinical validity.

compared with estimations based on Bonwill and Balkwill triangle methods.²⁶ Considering the emergence of innovative methods for transferring in articulators,¹⁸,¹⁹,²⁷⁻³³ often compared against a facebow-based method used as a possible standard, there is a need to compare the facebow technique with a non-estimative and standardized method. In this context, the procedure employing a fixed transfer table set at a 10-degree inclination² enables the evaluation of both user-related intrinsic variability in horizontal positioning of the maxillary cast and method-specific intrinsic variability based on its sagittal positioning.

Hence, the aim of this study was to compare the intra-observer reliability of the facebow method with the transfer table method. The null hypothesis was that no significant difference would be found in the reliability of the 3-dimensional maxillary arch positioning between the facebow and the transfer table methods.

## MATERIAL AND METHODS

The study assessed the reproducibility of articulator transfer in a fully dentate 25-year-old postdoctoral dental student. Written informed consent had been obtained from the single volunteer, and ethical approval had been granted by local authorities. All articulator transfer procedures were carried out by the same operator (L.F.), another postdoctoral dental student who had worked for 3 years in a dental care unit involving prosthodontic treatments during his academic curriculum, to ensure intra-observer reliability. All the laboratory procedures were supervised by a dental laboratory technician.

An impression of the volunteer's maxillary arch was made to print reusable 3D polylactic acid (PLA) replicas from the maxillary casts. These standardized replicas ensured the reproducibility of measurements throughout the study. The initial maxillary cast was made from Type IV gypsum (Fujirock EP; GC Europe) using an irreversible hydrocolloid impression (Aroma Fine Plus; GC Europe) (Figure 1) with a standard perforated metal tray previously coated with adhesive (Fix; Dentsply Sirona). The maxillary cast was digitized with a laboratory scanner (Aadva Lab Scanner 2; GC Europe) to generate reusable 3D printed (3D Sigma; Dagoma) PLA replicas (Figure 1).

In a second step, 2 articulator transfer methods were compared: a standardized transfer table method (TM)

and a facebow method (FB) with identically calibrated articulators (incisal pin set to 0 mm and condylar guidance inclination fixed at 40 degrees) (Figure 1). A first set of maxillary replicas (n=30) was mounted on an ARCON type semi-adjustable articulator (Quick Master B2; FAG) by stabilizing the replicas with wax on a 10-degree standardized transfer table (Transfer Table 10; FAG) and mounting them with Type III gypsum (Elite Arti; Zhermack Dental). The replica was positioned according to the manufacturer's recommendations by centering the inter-incisor line with the central cross of the transfer table and aligning the maxillary arch in the horizontal plane with help of the transfer table grid. A second set of maxillary replicas (n=30) was mounted on a ARCON type semi-adjustable articulator (Quick Master B2; FAG) by transferring the maxillary position with an adapted facebow (Quick; FAG). The ear-positioning facebow was handled in accordance with the manufacturer's recommendations. To record the maxillary position with the facebow, the maxillary arch was imprinted on the fork using occlusal wax (Arti-Pink Bite Wax; Bausch). Then, the facebow was inserted in the ears and visually placed parallel to the bipupillary and bitragal lines and blocked by a nasal guide. Then, the rigid connection between the facebow and the facebow fork was secured by tightening the locking screws. After registration, the facebow was linked to the semi-adjustable articulator with the specific connecting devices. The facebow fork was stabilized on the articulator with a dedicated gypsum support (Elite Arti; Zhermack Dental) to block its position from below. The replica was placed into the wax impressions on the facebow fork and mounted with Type III gypsum (Elite Arti; Zhermack Dental). In total, 60 3D-printed PLA maxillary replicas were transferred on articulator: 30 using the standardized transfer table method (TM) and 30 using the facebow method (FB).

A third step consisted in scanning the position of the maxillary replicas in both groups (TM and FB) to perform digital measurements. Three-dimensional data acquisition (Figure 2) was carried out using a laboratory scanner (Aadva Lab Scanner 2; GC Europe) certified to International Organization for Standardization (ISO) 12836 standards. The mounted maxillary replica was scanned first, independently. To standardize the scanning procedure, a custom-made flat mandibular platform was fabricated in dental gypsum (Elite Arti; Zhermack Dental). This platform included 2 lateral reference posts (aligned with the left first premolar and lateral incisors) and 2 longitudinal grooves (positioned along the canine tip and the mesiobuccal cusp of the left first molar) to ensure recognition by the scanner. Finally, the spatial position of the maxillary replica relative to the upper part of the articulator was digitally recorded. In this coordinate system the XY horizontal plane was
<figure><img src="image_17.png" /></figure>

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>**Figure 1.** Methodological workflow: dental laboratory steps. 1, Irreversible hydrocolloid impression. 2, Initial maxillary cast. 3, Printed PLA replica. T, Transfer table group (n^T^ = 30 maxillary replicas). F, Facebow group (n^F^ = 30 maxillary replicas).</figcaption></figure>

parallel to the articulator's upper part plane, re-
presentative of the Frankfort plane.² The 3D files were
exported as polygon file format (PLY) from the labora-
tory scanner software program (Aadva Scan; GC

Europe) for further processing and mesh-based analysis
(based on a statistical analysis of the mesh's 3D co-
ordinates) in a software program (Blender v 4.2.3;
Blender Foundation).
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>**Figure 2.** Three-dimensional data acquisition procedure using laboratory scanner (ISO12836-Aadva Lab Scanner 2; GC Europe).</figcaption></figure>

The fourth step aimed to develop an automated tool for measuring the spatial orientation of the maxillary meshes' occlusal planes (mesh-based analysis). This fully automated tool, implemented within an open-source software program (Blender v 4.2.3; Blender Foundation) using a custom Python script, eliminated any operator involvement in the measurement process, thereby ensuring the tool's reliability. Developing the tool in an open-source environment also allowed for its dissemination and use in future studies. The maxillary meshes were imported in the software program (Blender v 4.2.3; Blender Foundation), where a custom Python script was used to extract the coordinates of the occlusal plane. The script first generated a function to clean and lighten the mesh (Figure 3). Once the mesh had been lightened, spatial sampling was performed to extract a subset of 2000 relevant vertices (vertices represent the 3D spatial points that define the mesh; they are connected by edges, which together form faces that create the surface of the object). This selection targeted the 10% of vertices with the lowest global Z-values, corresponding to the structures closest to the occlusal plane. To ensure a balanced and representative spatial distribution of the selected vertices, a stratified sampling approach was applied along the global Y-axis. The Y-coordinate range was divided into equal-sized

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>**Figure 3.** Mesh-based analysis with Python script: occlusal plane automated generation after mesh cleaning, lightening, stratified sampling, and Principal Component Analysis processing.</figcaption></figure>

bins, each representing a defined segment of the arch. The script then selected an equal number of vertices from each bin to avoid over-concentration in certain regions and ensure uniform distribution along the length of the maxillary arch. Additionally, 1000 vertices were selected on each side of the Y-axis, resulting in a symmetrical and evenly distributed sample. This sampling approach offers the advantage of eliminating bias from manually selected reference points. The tool developed in this study automatically sampled all vertices that define the occlusal plane geometry, reducing potential errors associated with operator-dependent landmark placement. Then, the script applied a Principal Component Analysis (PCA) function on the 3D coordinates of the 2000 sampled vertices. PCA is a multivariate statistical approach used to identify the main directions of variation in the data set. The vertices coordinates were first centered by subtracting their centroid. A covariance matrix (a matrix expressing how each X, Y, and Z coordinates from the sampled vertices vary together) was then computed. From this matrix, eigenvectors (representing the principal directions of variation) and their corresponding eigenvalues (representing the magnitude of variation along those directions) were extracted. The eigenvector associated with the smallest eigenvalue was interpreted as the normal vector to the best-fit occlusal plane, as it indicated the direction of least spatial variance. The other 2 eigenvectors, associated with the larger eigenvalues, defined the directions of greatest variance within the plane and thus represented the horizontal spatial dispersion of the sampled coordinates. Based on these vectors, a custom "occlusal plane" object was generated in the software program (Blender v 4.2.3; Blender Foundation). This object was constructed as a rectangular surface oriented along the PCA results, with its normal vector aligned to the axis of least variance. The dimensions of the plane were scaled to match the spatial extent of the selected vertices set, ensuring a consistent visual and computational reference for subsequent angle calculations. The orientation of the "occlusal plane" object was then calculated by measuring the angle between its normal vector and 2 anatomical reference planes: the sagittal plane (YZ) and the horizontal plane (XY). This function returned 2 angular values, corresponding to the sagittal and frontal inclinations of the occlusal plane.

To validate the reliability of the mesh-based measurement tool, the fifth step of the study consisted in comparing its reproducibility with that of a conventional manual measurement method (operator-dependent). Thus, a manual measurement of the occlusal plane was performed on 10 randomly selected 3D maxillary files (5 from each transferring method), using the sample function in a software environment for statistical computing (R v4.2.2; R Foundation for Statistical Computing). Within this sample, 10 repeated measurements of the occlusal plane deviation were performed in both the horizontal and sagittal planes for each model.
In the manual inclination measurement method, or-
thographic frontal and lateral screenshots of each model
were generated in a software program (Blender v 4.2.3;
Blender Foundation). Angle measurements were then
performed using another software program (ImageJ³⁴)
on PNG files. In the frontal view (XZ plane), a line was
drawn between the cusp tips of the maxillary canines
(Figure 4), and its angle relative to the X-axis was
measured. In the lateral view (YZ plane), a line was
traced from the incisal edge of a central incisor to the
mesiopalatal cusp of the corresponding second molar
(Figure 4), and the angle formed with the Y-axis was
measured. To evaluate the intra-operator reproducibility
of occlusal plane angle measurements, repeated mea-
sures obtained from both the mesh-based analysis and
the manual method were analyzed in a statistical en-
vironment (R v4.2.2; R Foundation for Statistical Com-
puting). Intraclass correlation coefficients (ICCs) were
computed for each dataset using a 2-way random-ef-
fects model with absolute agreement.³⁵ After validation
of the mesh-based measurement tool, it was used in the
sixth and final step of the study to compare the spatial
orientation of maxillary occlusal planes obtained either
through a facebow (FB) articulator transfer or using a
standardized transfer table (TM). Normality of the an-
gular data in both frontal (X deviation) and sagittal (Y
deviation) planes was assessed separately for each group
(30 in FB and 30 in TM) using the Shapiro-Wilk test
(α=.05). Given that several variables showed non-
normal distributions, non-parametric methods were
used for subsequent analyses. To evaluate the re-
producibility of each mounting technique, variability in
angulation was compared between groups using the
Fligner-Killeen test, a non-parametric test for homo-
geneity of variances. To explore potential differences in
occlusal plane orientation between the 2 groups, the
Wilcoxon rank-sum test was used. To quantify the
magnitude of the observed differences, Cliff δ values
were calculated. Effect size interpretation followed
conventional thresholds. All statistical analyses were
conducted using a statistical software environment (R
v4.2.2; R Foundation for Statistical Computing) with the
following packages: car (Fligner-Killeen test), effsize
(Cliff δ), ggplot2 (data visualization), irr (ICC), and stats
(Shapiro-Wilk test and Wilcoxon rank-sum test).

RESULTS

To validate the mesh-based measurement tool, its re-
producibility was compared with a manual measure-
ment method involving the location of landmarks by a
single operator (L.F.) (Figure 4). Using the mesh-based
measurement method, a near-perfect agreement was
found for both X and Y angular values (ICCₓ=0.999;

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>**Figure 4.** Manual measurements of sagittal and frontal inclination. Top: Frontal view (XZ plane): maxillary canine's cusp tips reference line. Bottom: Lateral view (YZ plane): central's incisor incisal edge to second molar's mesiopalatal cusp reference line.</figcaption></figure>

P<.001 – ICC<sub>y</sub>=0.999; P<.001). The interquartile range (IQR) was equal to 0.000 degree in 10 out of 10 specimens for the 10 observations (Figure 5). In the manual measurement method, a near-perfect but lower agreement was also observed (ICCₓ=0.983; P<.001 – ICC<sub>y</sub>=0.999; P<.001). Intraspecific IQR ranged from 0.0175 to 0.1675 degrees for X values and from 0.0500 to 0.2625 degrees for Y values (Figure 5). Because of its high repeatability and fully automated workflow, the mesh-based analysis was retained for all subsequent measurements.

To assess the reproducibility of maxillary arch posi-
tioning using a transfer table or a facebow, 60 articu-
lators (30 TM and 30 FB), simulating the same
participant, were digitized and analyzed for X (frontal)
and Y (sagittal) angulation using the validated mesh-
based method. Because of non-normality (Table 1), non-
parametric tests were used. Variance homogeneity
(Fligner-Killeen test) (Table 2), revealed statistically
significant differences in variance between FB and TM
groups for both axes X (P<.001) and Y (P<.001). Inter-
quartile ranges for X and Y angulation values revealed
greater variability in the FB group (IQRₓ=0.61 degrees;
IQRᵧ=4.12 degrees) (Figure 6) than in the TM group
(IQRₓ=0.14 degrees; IQRᵧ=1.22 degrees) (Figure 6). The
Wilcoxon rank-sum test revealed statistically significant
differences between the 2 methods for both X (P=.033)
and Y (P<.001) directions (Table 2). Median values for X
and Y angulations were greater in the FB group (Med-
ianₓ=0.43 degrees; Medianᵧ=20.36 degrees) (Figure 6)
than in the TM group (Medianₓ=0.15 degrees; Med-
ianᵧ=10.28 degrees) (Table 1, Figure 6). Respectively, a
very large and a small effect size were found in the sa-
gittal and frontal angulation values between the 2
methods (Cliff δ<sup>Y</sup>=1.00, Cliff δ<sup>X</sup>=0.32) (Table 2).

DISCUSSION

The results demonstrated a significant difference in the
repeatability of maxillary positioning between the fa-
cebow and transfer table techniques in both the frontal
<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>**Figure 5.** Median and interquartile ranges in measurement validation. 1: Median (red dot) and IQR (blue) in frontal angulation (degree) measurements with manual observations across 10 repeated measures (gray dots) in 10 randomly selected articulators. 2: Median (red dot) and IQR (blue) in sagittal angulation (degree) measurements with manual observations across 10 repeated measures (gray dots) in 10 randomly selected articulators. 3: Median (red dot) and IQR (blue) in frontal angulation (degree) measurements with mesh-based method across 10 repeated measures (gray dots) in 10 randomly selected articulators. 4: Median (red dot) and IQR (blue) in sagittal angulation (degree) measurements with mesh-based method across 10 repeated measures (gray dots) in 10 randomly selected articulators.</figcaption></figure>

and sagittal planes. Therefore, the null hypothesis that no significant difference would be found in the reliability of the 3-dimensional maxillary arch positioning between the facebow and the transfer table methods was rejected. The transfer table method showed superior

reproducibility, providing more consistent transferring across the 30 iterations.

Although the transfer table was fixed at a 10-degree inclination, sagittal angulation values in the TM group ranged from 7.93 to 11.46 degrees (IQR=1.22 degrees).
<table><caption>**Table 1.** Descriptive statistics and normality of distribution across 60 observations</caption><thead><tr><td>Group</td><td>N</td><td>Shapiro-Wilk test</td><td>Median</td><td>IQR</td></tr></thead><tbody><tr><td>X angulation-TM</td><td>30</td><td>W = 0.930 – P=.049*</td><td>0.15</td><td>0.14</td></tr><tr><td>Y angulation-TM</td><td>30</td><td>W = 0.903 – P=.009*</td><td>10.28</td><td>1.22</td></tr><tr><td>X angulation-FB</td><td>30</td><td>W = 0.787 – P&lt;.001*</td><td>0.43</td><td>0.61</td></tr><tr><td>Y angulation-FB</td><td>30</td><td>W = 0.951 – P=.181</td><td>20.36</td><td>4.12</td></tr></tbody></table>

FB, facebow method group; IQR, interquartile range; N, number of observations; TM, transfer table method group; X, angulation, frontal angulation; Y angulation, sagittal angulation.

<table><caption>**Table 2.** Non-parametric tests results: facebow method compared to transfer table method</caption><thead><tr><td>Group</td><td>Fligner-Killeen test</td><td>Wilcoxon rank-sum test</td><td>Cliff δ</td></tr></thead><tbody><tr><td>X angulation</td><td>χ² = 19.768 – P&lt;.001*</td><td>W = 549.5 – P=.033*</td><td>δ = 0.32</td></tr><tr><td>Y angulation</td><td>χ² = 14.872 – P&lt;.001*</td><td>W = 900.0 – P&lt;.001*</td><td>δ = 1.00</td></tr></tbody></table>

X angulation, frontal angulation; Y angulation, sagittal angulation.

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>**Figure 6.** Boxplot of frontal (X) and sagittal (Y) angulations values of maxillary replicas transferred on an articulator with either facebow (FB) or transfer table (TM) methods.</figcaption></figure>

While the digital acquisition process was standardized according to the ISO 12836 standard, this residual variability likely reflected slight inconsistencies in maxillary cast placement by the operator during the transfer procedure. Notably, because the table was inclined, even small horizontal displacements of the maxillary replica during transfer could have induced sagittal angular shifts. This likely accounts for the measured variation, even in a highly repeatable arrangement. The mesh-based analysis had been previously validated, supporting the reliability of the angular measurement itself. The variability observed with the transfer table method can be interpreted as a baseline intra-operator

reproducibility under a highly controlled and simplified protocol. In contrast, sagittal angulation values obtained with the facebow ranged from 14.16 to 23.99 degrees (IQR=4.12 degrees), a nearly 10-degree spread, despite being performed by the same operator on the same individual. When compared to the baseline variability measured with the transfer table, this indicated that a substantial proportion of the dispersion in the facebow group arose from the transfer device and technique itself. These findings suggest that the facebow method introduced additional variability, likely because of slight deviations in facebow fork positioning, upper branch positioning, and articulator transfer, all of which can

<footnote>*P<.05.</footnote>

<footnote>*P<.05.</footnote>
accumulate in the final sagittal orientation. This observation holds true not only in the sagittal plane but also in the frontal dimension. X angulation values ranged from 0.01 to 0.52 degrees (IQR=0.14 degrees) in the TM group and from 0.00 to 2.20 degrees (IQR=0.61 degrees) in the FB group. Although smaller in absolute terms, this nearly fourfold difference raises clinical questions, given the critical role of frontal plane orientation in esthetics.⁵,⁶ These findings are partially consistent with previous in vitro studies. Notably, greater variance in sagittal inclination has been reported for Denar facebow systems compared to other types of facebow systems¹¹ and high intra-observer variability within and between different systems.¹¹⁻¹³,³² Similarly, significant differences in both frontal and sagittal inclinations have been observed between different facebow systems when compared with a control method.¹¹ Conversely, facebow recordings have been shown to be more reliable than alternative anatomical reference positioning.²⁶,³⁰ The authors are unaware of a previous study that compared the facebow transfer technique with a baseline reference method designed to reveal operator-dependent variability under standardized conditions.

While the facebow technique exhibited lower reproducibility in the present study, the sagittal angulation values produced by this method may better reflect the patient's anatomical configuration. Previous studies have reported average angles between the Frankfort horizontal plane and the occlusal plane ranging from 679 to 11.80 degrees with standard deviations ranging from 3.69 to 5.41 degrees,⁷⁻⁹,²⁰ suggesting considerable interindividual variability. The fixed 10 degrees inclination imposed by the transfer table corresponded to a population-based average rather than to the true anatomical inclination of the specific individual analyzed. Within the limits of this study, which assessed only the reproducibility of the facebow transfer method, it remains unclear whether any specific transfer technique results in superior clinical outcomes. The effectiveness of maxillary transfer methods should therefore be evaluated in randomized clinical trials, incorporating both clinical endpoints and patient-reported outcomes. Although a previous systematic review¹⁰ demonstrated that facebow use did not yield better results than a transfer table for the fabrication of complete dentures, there remains a need to update and expand upon this evidence. Given the potential reproducibility limitations of the facebow technique, the challenge of treatment individualization may be addressed through other strategies. Promising alternatives include digital facial scans,²⁷,³⁰ virtual articulators,²⁷,²⁸,³³ and artificial intelligence tools.¹⁸,¹⁹ These innovative approaches should be evaluated in terms of reproducibility and clinical impact before they can be adopted in routine

prosthodontic workflows. As such, the present study may provide a comparative framework for assessing the reliability of emerging transfer techniques.

## CONCLUSIONS

Based on the findings of this in vitro study, the following conclusions were drawn:

1. The facebow method showed significantly greater variability than the transfer table method.

2. Clinically, these findings suggest that the use of facebow should be approached with caution.

## PATIENT CONSENT

Written informed consent was obtained from the single volunteer.

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Corresponding author:

Asst Prof Pierre-Hadrien Decaup
Department of Prosthetic Dentistry
UFR of Dental Sciences
Health College
University of Bordeaux
146 Rue Léo Saignat
Bordeaux 33076
FRANCE

Email: pierre-hadrien.decaup@u-bordeaux.fr

Acknowledgments

The authors thank Mr Pascal Housty for his supervision of the procedures carried out in the dental laboratory. The authors also thank the University of Bordeaux (Department of Odontology) for providing access to the dental laboratory.

CRediT authorship contribution statement

**Lucas Ferreira:** Investigation, Methodology, Validation, Formal analysis, Resources, Software, Writing - review & editing, Visualization. **Ana Ribeiro:** Validation, Formal analysis, Writing - review & editing, Visualization, Funding acquisition. **Pierre-Hadrien Decaup:** Conceptualization, Investigation, Methodology, Validation, Formal analysis, Resources, Software, Data curation, Writing - original draft, Writing - review & editing, Visualization, Funding Acquisition, Project administration, Supervision.

Copyright © 2025 The Authors. Published by Elsevier Inc. on behalf of the Editorial Council of *The Journal of Prosthetic Dentistry*. This is an open access article under the CC BY license ([http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/](http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)).
[https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2025.08.038](https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2025.08.038)
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Collègedes Sciences de la Santé

UFR des Sciences Odontologiques

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En p rése nce de mes iWaîtrcs cc de mes co ndisciples, je promets et
je jure d'être fidèle aux lo is de l'ho nneur et de la probicé d ans
l'exercice de l'art dentaire.

Je donnerai mes soins g ratuits à l'indige nt et n'exigerai jamais un hono raire au-dess us de mon travail. l'fa langue taira les secrets qui me scro m confiés. Admis à l'iméricur des maiso ns, mes yeux ne verro m pas cc qui s'y passe.

Mes co nnaissa nces cc mon état ne serviront ni à diffuser des propos non avérés, ni à corrompre les mœurs, ni à favoriser le cnmc.

Je ne permettrai pas que des condicions de c ro yance, de natio n et
de race vicnncm s' in terp o ser entre mon devoir et mon parient.

Je prome ts et je jure de co nfor mer striccemcnt ma conduite
professionnelle aux p ri ncipes et aux règles prescrites par le code
de déontologie.

Si je remplis cc serment sans l'e nfreindre, qu'il me soit donné de
jouir heureuscme m de la vie et de ma profession, honoré à jamais
par rrii les ho m mes. Si je le viole et que je me parjure, puissé-je
avoir un sort contraire.

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Vu le Préside:rn d111 Jury..

Date, :SignatW1e :

Vu, le Directeur de l' UFR des Scien es Odont-ologiqu e1 ,.

Date, :Signatme :

Vu le Pr sident de l niver ite de Bordeaux,

Date, :SignatW1e :
**Titre** : Méthode d'évaluation et de reproduction du plan d'occlusion maxillaire par arc facial en réhabilitation orale : une étude de reproductibilité.

**Résumé** : Le positionnement tridimensionnel de l'arcade maxillaire est un facteur clé pour assurer la qualité fonctionnelle et esthétique des restaurations prothétiques. L'arc facial, bien que largement enseigné, est une technique dont le déploiement en pratique clinique rencontre des freins dans certains contextes. Paradoxalement, la technique de l'arc facial est souvent intégrée comme technique de référence dans le cadre d'étude comparative, sans évaluation préalable de sa reproductibilité intrinsèque. De ce fait, cette thèse s'attache à examiner la reproductibilité de différentes méthodes de transfert du modèle maxillaire sur un articulateur. L'étude a comparé deux techniques de transfert : l'arc facial et la table de montage inclinée à 10 degrés. Soixante modèles maxillaires ont été montés (30 pour chaque méthode), numérisés et soumis à une analyse numérique innovante reposant sur des scripts Python intégrés dans le logiciel Blender. Ces scripts avaient pour but de générer un plan d'occlusion reflétant l'inclinaison du modèle maxillaire et de mesurer objectivement les angles frontaux et sagittaux de ce plan. Les résultats montrent que la méthode de la table de montage est significativement plus reproductible que celle de l'arc facial, tant dans le plan frontal que sagittal. Cependant, l'arc facial reflète davantage la variabilité anatomique individuelle, contrairement à la table de montage qui impose une valeur de 10 degrés correspondant à une moyenne populationnelle. Ces observations invitent à nuancer l'usage de l'arc facial en pratique clinique et soulignent la nécessité de développer et d'évaluer des approches numériques alternatives (articulateurs virtuels, scanners faciaux ou l'intelligence artificielle) afin de concilier précision, fiabilité et individualisation du traitement prothétique.

**Mots clés** : arc facial, table de montage, maxillaire, plan d'occlusion, prothèse dentaire

**Title** : Evaluation and reproduction method of the maxillary occlusal plane using a facebow in oral rehabilitation : a reproducibility study.

**Abstract** : The three-dimensional positioning of the maxillary arch is a key factor in ensuring the functional and aesthetic quality of prosthetic restorations. Although widely taught, the facebow technique faces obstacles to its implementation in clinical practice in certain contexts. Paradoxically, it is frequently adopted as the reference method in comparative studies, even though its intrinsic reproducibility has not been previously evaluated. Consequently, this dissertation focuses on examining the reproducibility of different methods for transferring the maxillary model into an articulator. This study compared two transfer techniques : the facebow and a mounting table set at 10 degrees inclination. Sixty maxillary models were mounted (30 with each method), digitized, and analyzed using an innovative numerical approach based on Python scripts integrated into Blender software. These scripts were designed to generate an occlusal plane reflecting the inclination of the maxillary model and to objectively measure its frontal and sagittal angles. The results demonstrate that the mounting table method is significantly more reproducible than the facebow in both frontal and sagittal planes. However, the facebow more accurately reflects individual anatomical variability, whereas the mounting table imposes a fixed 10-degree value corresponding to a population average. These findings call for a nuanced use of the facebow in clinical practice and highlight the need to develop and assess alternative digital approaches (virtual articulators, facial scanners, or artificial intelligence) in order to reconcile accuracy, reliability, and individualized prosthetic treatment.

**Key words** : dental facebow, dental mounting table, maxillary, occlusal plane, prosthodontics