ניווט דינמי למיקום שתלים דנטליים

Summary

ניתוח שתל דינמי בעזרת מחשב (DCAIS) הוא שיטת השמה כירורגית מבוקרת של שתלים המבוצעת ללא תבנית כירורגית באמצעות בקרה אופטית. השליטה התוך-ניתוחית בזמן אמת בתנועה ובמיקום של המכשיר הכירורגי מפשטת את ההליך ומעניקה חופש רב יותר למנתח, ומספקת דיוק דומה לשיטות ניווט סטטיות.

Abstract

בהשתלות שיניים מודרניות, היישום של מערכות ניווט כירורגיות הופך להיות חשוב יותר ויותר. בנוסף לשיטות ניווט כירורגיות סטטיות, הליך מיקום שתל ניווט דינמי שאינו תלוי במדריך הופך נפוץ יותר. ההליך מבוסס על מיקום שתלים דנטליים מונחה מחשב תוך שימוש בבקרה אופטית. עבודה זו נועדה להדגים את השלבים הטכניים של מערכתחדשה לניתוח שתלים בעזרת מחשב (DCAIS) (תכנון, כיול, ניתוח) ולבדוק את דיוק התוצאות. בהתבסס על סריקות טומוגרפיה ממוחשבת של קרן חרוט (CBCT), מיקומם המדויק של השתלים נקבע באמצעות תוכנה ייעודית. השלב הראשון של הפעולה הוא כיול מערכת הניווט, אשר ניתן לבצע בשתי דרכים: 1) מבוסס על תמונות CBCT שצולמו עם סמן או 2) מבוסס על תמונות CBCT ללא סמנים. שתלים מוחדרים בעזרת ניווט בזמן אמת על פי התוכניות שלפני הניתוח. ניתן להעריך את דיוק ההתערבויות על סמך תמונות CBCT לאחר הניתוח. התמונות לפני הניתוח המכילות את המיקומים המתוכננים של השתלים ותמונות CBCT לאחר הניתוח הושוו על סמך הזווית (דרגה), הפלטפורמה והסטייה האפיקלית (מ"מ) של השתלים. כדי להעריך את הנתונים, חישבנו את סטיית התקן (SD), הממוצע ושגיאת התקן של הממוצע (SEM) של סטיות בתוך מיקומי שתלים מתוכננים ומבוצעים. ההבדלים בין שתי שיטות הכיול הושוו על סמך נתונים אלה. בהתבסס על ההתערבויות שבוצעו עד כה, השימוש ב- DCAIS מאפשר מיקום שתלים ברמת דיוק גבוהה. מערכת כיול שאינה דורשת הקלטת CBCT מסומנת מאפשרת התערבות כירורגית בדיוק דומה למערכת המשתמשת בתיוג. ניתן לשפר את דיוק ההתערבות על ידי אימון.

Introduction

כדי להגביר את הדיוק של מיקום שתלים דנטליים ולהפחית את הסיבוכים, פותחו מגוון טכניקות ניווט המבוססות על מחקרי הדמיה. ניתן להשתמש בהדמיה טרום ניתוחית ובתוכנה מיוחדת לתכנון שתלים תלת-ממדיים כדי לתכנן את המיקום המדויק של השתל הדנטלי ^1,2.

מטרת הניווט בניתוח שתלים היא להשיג מיקום אנטומי מדויק יותר של השתל הדנטלי כדי להשיג את המיקום האידיאלי ביותר, כדי להפחית את הסיכון לסיבוכים איטרוגניים אפשריים (פגיעות עצבים, כלי דם, עצמות וסינוסים). הניתוח המנווט מקטין את הפולשנות של ההתערבות (ניתוח ללא דש), מה שעלול להוביל לפחות תלונות ולהחלמה מהירה יותר. מיקום השתל המדויק מבוסס על תכנון תותב מוקדם (ניתן לבצע את הניתוח על בסיס התקנת שן לפני הניתוח) ומיקום השתל האופטימלי יכול לסייע במניעת השתלת עצם.

כיום, ישנם שני סוגים של שתל בעזרת מחשב (CAI) מערכות ניווט בהשמה כירורגית - מערכות ניווט סטטיות ודינמיות. ניווט סטטי הוא שיטת מיקום שתלים מבוקרת באמצעות תבנית כירורגית מתוכננת מראש וטרומית. ניווט דינמי הוא שיטת השמה כירורגית של שתלים מונחית מחשב מתוכננת מראש ללא תבנית כירורגית באמצעות בקרה אופטית. הליך הבקרה משתמש ברישום תמונה מבוסס ענן נקודתי כדי למזג את התמונות הווירטואליות עם הסביבה האמיתית על-ידי החלת שכבת-על של תמונה תלת-ממדית³.

מערכות DCAI מאפשרות בקרת מכשירים אובייקטיבית בזמן אמת במסגרת דמוית GPS. בדרך כלל, הם משתמשים במעקב אופטי כדי לזהות ולעקוב אחר המיקום של סמני ייחוס (אופטיים) המונחים מעל המטופל וכלי הניתוח, ומספקים משוב חזותי רציף על תהליך ההשמה הכירורגית של השתל ^1,2.

ניתן לעקוב אחר התנועה והמיקום של מכשיר הניתוח במהלך הניתוח בשידור חי על תמונה תלת מימדית על צג. במהלך ההליך, מערכת המצלמות מאפשרת ניטור רציף והשוואה של מיקום עצם הלסת של המטופל ומיקום מכשיר הניתוח.

ישנם שני סוגים של מערכות ניווט דינמיות: האחת היא המערכת הפסיבית, ובמקרה זה מכשירי הרישום (בסיסי ייחוס) מחזירים אור הנפלט ממקור האור בחזרה למצלמות הסטריאו; השנייה היא המערכת האקטיבית, שבה מכשירי הרישום פולטים אור ואחריו מצלמות סטריאו ^4,5.

הרמה הבאה של מערכות ניווט דינמיות משתמשת במנועי סרוו כדי להנחות את ידו של המנתח עם גירויי מישוש, כך שהמכשיר עם זרועות רובוטיות יכול לקבוע את תנועות המנתח או אפילו להחליף אותן לחלוטין בעתיד הרחוק 4,5,6,7.

Protocol

הסכמה מדעת התקבלה מכל מטופל לפני הניתוח. לאחר ההתערבויות נעשה שימוש בנתונים רטרוספקטיביים אנונימיים במחקר זה.

1. שלבים בתהליך העבודה המסורתי של מערכות ניווט דינמיות באמצעות שיטת כיול קליפ מסומנת (לשימוש רק על עצם לסת עם שיניים):

1. יש לחבר קליפס קיבוע רדיופאקי לשיני עצם הלסת בה יש לבצע את הטיפול (מקסילה/מנדיבל) באמצעות חומר תרמופלסטי.
2. בצע בדיקת CBCT של המטופל עם קליפ מסומן בפה (CBCT, FOV 8 ס"מ x 11 ס"מ, 12 mA, 95 kV).
3. תכנן את מיקום השתל בהתאם לארכיטקטורה התותבת עם התוכנה המתאימה.
4. כייל את ההתקן (ניתן להפעיל כל שלב בתצוגה באמצעות סמל Play ).
   1. רשום את הידית.
      1. כיול צ'אק יד.
      2. כייל את דיסק הסמן המסתובב שהוכנס לתוך הידית.
      3. הרכיבו את הזרוע בין הגשש של המטופל לבין התפס המסומן, וכיילו אותו.
5. בדוק את הכיול על-ידי החזקת קצה המקדחה הנמדדת על פני השטח של התפס המסומן (איור 1).
   1. תקן את התפס המסומן המחזיק את הסמן האופטי (גשש) על השיניים של הלסת העליונה או התחתונה (שעליה מתרחש מיקום השתל). הקפד להכניס את הקליפ באותה תנוחה הרשומה ב- CBCT שלפני הניתוח.
   2. כייל את התפס המסומן על ידי נגיעה בכדורי המתכת של התפס עם ציר הבדיקה.
6. לבצע את מיקום השתל המנווט בהרדמה מקומית, להזריק 2 מ"ל של articain (80 מ"ג / 2 מ"ל articain / אמפולה).
   1. מדוד את אורך המקדחה (נגיעה במקדחה לצלחת הגו) (איור 2).
   2. בדקו את הדיוק החזותי בזמן אמת לפני הקידוח (נגיעה במקדחה בכל משטח שן ובדיקה שהוא נמצא באותה תנוחה על הצג והפה).
   3. קבע את נקודת הכניסה של הקידוח. חקור את אתר התפעול ללא הדש.
   4. קדחו את העצם בעזרת בקרת ניווט דינמית (איור 3, איור 4 ואיור 5).
   5. מדדו את אורך השתל (נגיעה בשתל לצלחת ה-go).
   6. מניחים את השתל עם הידית שעונדת את הגשש הנשלט על ידי מערכת הניווט הדינמית.
   7. סגור את הפצע עם 5.0 מונופילמנט, תפר פוליפרופילן בלתי נספג, או לתקן את העבודה התותבת טרומית.
7. רכישת הדמיה רדיולוגית בקרה (CBCT, FOV 8 ס"מ x 11 ס"מ, 12 mA, 95 kV).

2. שלבים במערכות הניווט הדינמיות באמצעות שיטת כיול המעקב (לא מסומן):

1. בצע CBCT של המטופל (ללא קליפ בפה).
2. תכנן את מיקום השתל בהתאם לארכיטקטורה התותבת עם התוכנה המתאימה.
3. כייל את ההתקן כמפורט בשלב 1.4.
4. כייל את המערכת ללא קליפ עם תווית (לא שיטה עם תווית).
   1. העבר את התוכנית של מיקום כירורגי השתל לתוך התוכנה של מערכת הניווט בשימוש. בחר את סביבת העבודה בתמונת 3D CT של תוכנת הניווט.
   2. קבעו את הגשש על השיניים (עם קליפס ללא תווית) או במקרה של לסת אדוונטולית עם זרוע מיוחדת האוחזת בגשש.
   3. בחר את הנקודות האנטומיות האופייניות (שיניים או משטח עצם) בתמונת CT תלת-ממדית של מערכת הניווט (מינימום שלוש נקודות).
   4. זהה את הנקודות האנטומיות שנבחרו בפה על ידי נגיעה בהן באמצעות כלי בדיקה. (איור 6).
   5. בצע הליך עידון על שלושה עד ארבעה אזורים על ידי ציור על פני השטח של המבנה האנטומי עם בדיקה.
5. מניחים את השתל עם ניווט בהרדמה מקומית, מזריקים 2 מ"ל של ארטיקאין (80 מ"ג/2 מ"ל ארטיקאין/אמפולה).
   1. מדוד את אורך המקדחה (נגיעה במקדחה לצלחת הגו).
   2. בדקו את הדיוק החזותי בזמן אמת לפני הקידוח (נגיעה במקדחה בכל משטח שן ובדיקה שהיא נמצאת באותה תנוחה על הצג ובפה).
   3. קבע את נקודת הקידוח. חקור את אתר התפעול ללא הדש.
   4. קודח את העצם עם בקרת ניווט דינמית.
   5. מדדו את אורך השתל (נגיעה בשתל לצלחת ה-go).
   6. הניחו את השתל עם הידית שעונדת את הגשש הנשלט על ידי מערכת בקרת הניווט הדינמית.
   7. סגור את הפצע עם 5.0 מונופילמנט, תפר פוליפרופילן בלתי נספג או לתקן את העבודה התותבת טרומית.
6. בצע הדמיה רדיולוגית בקרה (CBCT, FOV 8 ס"מ x 11 ס"מ, 12 mA, 95 kV).

תוצאות

כדי להשתמש ב- DCAIS כראוי, המערכת חייבת להיות מכוילת. ישנן מספר שיטות כיול שיכולות להשפיע על דיוק מיקום השתל. מחקר זה נועד להעריך את ההשפעה הפוטנציאלית של שיטות כיול שונות על הדיוק של DCAIS.

בהתבסס על ההתערבויות שבוצעו עד כה, השימוש ב- DCAIS מאפשר מיקום שתלים ברמת דיוק גבוהה. במחקרים ?...

Discussion

במערכת מיקום שתלי הניווט הדינמיים המסומנים, זרימת העבודה המסורתית מתבצעת על-ידי כיול קליפים. ישנם שלושה כדורי מתכת רדיופאקים על פני השטח של הקליפ, אשר נראים בבירור על סריקת CBCT. במקרה של שיטת כיול המעקב, כדורי מתכת אלה המכילים קליפסים אינם נחוצים לסריקת CBCT ולא לכיול המערכת. במקרים עם שיניים ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
DTX Implant Studio Software	Nobel Biocare	106182	3D surgical planing software
MeshLab	ISTI - CNR research center	2020.12	3D mesh processing software
Nobel Replace CC implant	Nobel Biocare	37285	Implant
X-Guide	X-Nav - Nobel Biocare	SN00001310	dinamic navigation surgery system
X-Guide - XClip	X-Nav - Nobel Biocare	XNVP008381	3D navigation registration device
X-Guide planing software	X-Nav - Nobel Biocare	XNVP008296	3D surgical planing and operating software
X-Mark probe	X-Nav - Nobel Biocare	XNVP008886	3D navigation registration tool
PaX-i3D Smart	Vatech		CBCT
Prolene 5.0			5.0 monofilament, nonabsorbable polypropylene suture