치과 임플란트 식립을 위한 동적 탐색

요약

동적 컴퓨터 보조 임플란트 수술(DCAIS)은 광학 제어를 사용하여 수술 템플릿 없이 수행되는 제어된 임플란트 수술 배치 방법입니다. 수술 장치의 움직임과 위치에 대한 실시간 수술 중 제어는 절차를 단순화하고 외과의에게 더 많은 자유를 제공하여 정적 탐색 방법과 유사한 정밀도를 제공합니다.

초록

현대 임플란트학에서 수술 용 네비게이션 시스템의 적용이 점점 더 중요 해지고 있습니다. 정적 수술 탐색 방법 외에도 가이드 독립적 동적 탐색 임플란트 식립 절차가 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 이 절차는 광학 제어를 사용하는 컴퓨터 유도 치과 임플란트 식립을 기반으로합니다. 이 작업은 새로운 컴퓨터지원 임플란트 수술 (DCAIS) 시스템 (설계, 보정, 수술)의 기술적 단계를 시연하고 결과의 정확성을 확인하는 것을 목표로합니다. 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT) 스캔을 기반으로 임플란트의 정확한 위치는 전용 소프트웨어로 결정됩니다. 작동의 첫 번째 단계는 내비게이션 시스템의 보정으로, 1) 마커로 촬영 한 CBCT 이미지를 기반으로 또는 2) 마커가없는 CBCT 이미지를 기반으로하는 두 가지 방법으로 수행 할 수 있습니다. 임플란트는 수술 전 계획에 따라 실시간 탐색을 통해 삽입됩니다. 중재의 정확성은 수술 후 CBCT 이미지를 기반으로 평가할 수 있습니다. 임플란트의 계획된 위치를 포함하는 수술 전 이미지와 수술 후 CBCT 이미지는 임플란트의 각도 (정도), 플랫폼 및 정점 편차 (mm)를 기반으로 비교되었습니다. 데이터를 평가하기 위해 계획되고 수행된 임플란트 위치 내 편차의 표준편차(SD), 평균 및 평균(SEM)의 표준오차를 계산했다. 이 데이터를 기반으로 두 교정 방법의 차이점을 비교했습니다. 지금까지 수행 된 중재를 기반으로 DCAIS를 사용하면 고정밀 임플란트 배치가 가능합니다. 라벨링된 CBCT 기록이 필요하지 않은 교정 시스템은 라벨링을 사용하는 시스템과 유사한 정확도로 외과적 개입을 허용합니다. 개입의 정확성은 훈련을 통해 향상 될 수 있습니다.

서문

치과 임플란트 식립의 정확성을 높이고 합병증을 줄이기 위해 영상 연구를 기반으로 한 다양한 탐색 기술이 개발되었습니다. 수술 전 영상 및 특수 3D 임플란트 계획 소프트웨어를 사용하여 치과 임플란트 ^1,2의 정확한 위치를 계획할 수 있습니다.

임플란트 수술 탐색의 목적은 가능한 의원성 합병증(신경, 혈관, 뼈 및 부비동 손상)의 위험을 줄이기 위해 가장 이상적인 위치를 달성하기 위해 치과 임플란트의 해부학적으로 보다 정확한 배치를 달성하는 것입니다. 탐색 수술은 중재의 침습성을 감소시켜 (플랩리스 수술) 불만을 줄이고 회복을 가속화 할 수 있습니다. 정확한 임플란트 식립은 사전 보철 계획(수술 전 치아 설치를 기반으로 수술을 수행할 수 있음)을 기반으로 하며 최적의 임플란트 위치는 뼈 이식을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

오늘날 컴퓨터 보조 임플란트(CAI) 수술 배치 내비게이션 시스템에는 정적 및 동적 내비게이션 시스템의 두 가지 유형이 있습니다. 정적 탐색은 사전 계획되고 조립식 수술 템플릿을 사용하는 제어된 임플란트 식립 방법입니다. 동적 탐색은 광학 제어를 사용하는 수술 템플릿 없이 미리 계획된 컴퓨터 유도 임플란트 수술 배치 방법입니다. 제어 절차는 포인트 클라우드 기반 이미지 정합을 사용하여 3D 이미지 오버레이³를 적용하여 가상 이미지를 실제 환경과 병합합니다.

DCAI 시스템은 GPS와 유사한 프레임워크 내에서 실시간으로 객관화된 기기 제어를 가능하게 합니다. 전형적으로, 이들은 광학 추적을 사용하여 환자 및 수술 기구 위에 배치된 (광학적) 참조 마커의 위치를 검출 및 추적하고, 임플란트 수술 배치 프로세스^(1,2)에 대한 지속적인 시각적 피드백을 제공한다.

수술 중 수술 기구의 움직임과 위치를 모니터의 3차원 이미지로 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 시술 중에 카메라 시스템을 통해 환자의 턱뼈 위치와 수술 도구의 위치를 지속적으로 모니터링하고 비교할 수 있습니다.

동적 네비게이션 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다 : 하나는 수동 시스템이며,이 경우 등록 장치 (기준베이스)는 광원에서 방출 된 빛을 스테레오 카메라로 다시 반사합니다. 다른 하나는 활성 시스템이며, 여기서 등록 장치는 스테레오 카메라^(4,5)가 뒤따르는 빛을 방출합니다.

다음 단계의 동적 내비게이션 시스템은 서보 모터를 사용하여 촉각 자극으로 외과 의사의 손을 안내하므로 로봇 팔이있는 장치가 외과 의사의 움직임을 결정하거나 먼 미래에 완전히 교체 할 수 있습니다 4,5,6,7.

프로토콜

수술 전에 모든 환자로부터 정보에 입각 한 동의를 얻었습니다. 개입 후 익명화 된 후 향적 데이터가이 연구에 사용되었습니다.

1. 라벨이 부착된 클립 보정 방법을 사용하는 동적 내비게이션 시스템의 기존 워크플로 단계(톱니가 있는 턱뼈에만 사용):

1. 열가소성 재료를 사용하여 치료를 수행할 턱뼈(상악/하악)의 치아에 방사선 불투과성 고정 클립을 부착합니다.
2. 입안에 라벨이 붙은 클립 (CBCT, FOV 8cm x 11cm, 12mA, 95kV)이있는 환자의 CBCT 검사를하십시오.
3. 적절한 소프트웨어를 사용하여 보철 아키텍처에 따라 임플란트의 위치를 계획하십시오.
4. 장치를 보정합니다(각 단계는 재생 기호와 함께 디스플레이에서 활성화할 수 있음).
   1. 핸드피스를 등록합니다.
      1. 핸드피스 척을 보정합니다.
      2. 핸드피스에 삽입된 회전 마커 디스크를 보정합니다.
      3. 환자 추적기와 레이블이 지정된 클립 사이에 암을 조립하고 보정합니다.
5. 측정된 드릴의 끝을 레이블이 지정된 클립의 표면에 고정하여 보정을 확인합니다(그림 1).
   1. 광학 마커 (추적기)를 고정하는 라벨이 붙은 클립을 위턱 또는 아래턱 (임플란트 배치가 발생하는 턱)의 치아에 고정하십시오. 수술 전 CBCT에 등록된 동일한 위치에 클립을 삽입해야 합니다.
   2. 프로브의 피벗으로 클립의 금속 구를 터치하여 레이블이 지정된 클립을 보정합니다.
6. 국소 마취에서 탐색 임플란트 배치를 수행하여 2mL의 아티카인(80mg/2mL 아티카인/앰플)을 주입합니다.
   1. 드릴 길이를 측정합니다(드릴을 이동 플레이트에 닿음)(그림 2).
   2. 드릴링하기 전에 실시간 시각적 정확도를 확인하십시오(드릴을 치아 표면에 대고 모니터와 입에서 동일한 위치에 있는지 확인).
   3. 드릴링의 진입 점을 결정하십시오. 플랩없이 작업 현장을 탐색하십시오.
   4. 동적 탐색 제어로 뼈대를 뚫습니다(그림 3, 그림 4 및 그림 5).
   5. 임플란트 길이를 측정합니다(임플란트를 go 플레이트에 닿음).
   6. 다이내비게이션 시스템에 의해 제어되는 트래커를 착용한 핸드피스와 함께 임플란트를 배치합니다.
   7. 5.0 모노 필라멘트, 비 흡수성 폴리 프로필렌 봉합사로 상처를 닫거나 조립식 보철 작업을 고정하십시오.
7. 제어 방사선 영상(CBCT, FOV 8 cm x 11 cm, 12 mA, 95 kV)을 획득합니다.

2. 트레이서 보정 방법(레이블이 지정되지 않은 방법)을 사용하는 동적 내비게이션 시스템의 단계:

1. 환자의 CBCT를 수행하십시오 (입안에 클립이 없음).
2. 적절한 소프트웨어를 사용하여 보철 아키텍처에 따라 임플란트의 위치를 계획하십시오.
3. 1.4단계에 설명된 대로 장치를 보정합니다.
4. 레이블이 지정된 클립 없이 시스템을 보정합니다(레이블이 지정된 방법이 아님).
   1. 임플란트 수술 배치 계획을 사용 된 내비게이션 시스템의 소프트웨어로 전송하십시오. 내비게이션 소프트웨어의 3D CT 이미지에서 작업 공간을 선택합니다.
   2. 추적기를 치아 (레이블이없는 클립 포함) 또는 특수 추적기 고정 암이있는 무치악 턱의 경우 고정하십시오.
   3. 내비게이션 시스템의 3D CT 이미지에서 일반적인 해부학적 지점(치아 또는 뼈 표면)을 선택합니다(최소 3개 지점).
   4. 입안에서 선택한 해부학 적 지점을 프로브 도구로 만져서 확인하십시오. (그림 6).
   5. 프로브로 해부학 적 구조의 표면을 그려 3-4 개의 영역에서 정제 절차를 수행하십시오.
5. 내비게이션이 있는 임플란트를 국소 마취에 넣고 2mL의 아티카인(80mg/2mL 아티카인/앰플)을 주사합니다.
   1. 드릴 길이를 측정합니다(드릴을 이동 플레이트에 닿음).
   2. 드릴링하기 전에 실시간 시각적 정확도를 확인하십시오(드릴을 치아 표면에 대고 모니터와 입에서 동일한 위치에 있는지 확인).
   3. 드릴링 지점을 결정하십시오. 플랩없이 작업 현장을 탐색하십시오.
   4. 동적 탐색 제어로 뼈를 뚫습니다.
   5. 임플란트 길이를 측정합니다(임플란트를 go 플레이트에 닿음).
   6. 동적 내비게이션 제어 시스템에 의해 제어되는 트래커를 착용 한 핸드 피스와 함께 임플란트를 배치하십시오.
   7. 5.0 모노 필라멘트, 비 흡수성 폴리 프로필렌 봉합사로 상처를 닫거나 조립식 보철 작업을 고정하십시오.
6. 방사선 영상 (CBCT, FOV 8cm x 11cm, 12mA, 95kV)을 제어하십시오.

결과

DCAIS를 올바르게 사용하려면 시스템을 보정해야 합니다. 임플란트 배치의 정확도에 영향을 줄 수있는 몇 가지 교정 방법이 있습니다. 이 연구는 DCAIS의 정확도에 대한 다양한 교정 방법의 잠재적 영향을 평가하는 것을 목표로 했습니다.

지금까지 수행 된 중재를 기반으로 DCAIS를 사용하면 고정밀 임플란트 배치가 가능합니다. 초기 연구에서 우리는 41개의 클립 보정된 동적 탐?...

토론

레이블이 지정된 클립 사용 동적 탐색 임플란트 배치 시스템에서 기존 워크플로는 클립 보정으로 수행됩니다. 클립 표면에는 CBCT 스캔에서 명확하게 볼 수있는 세 개의 방사선 불 투과성 금속 구체가 있습니다. 트레이서 교정 방법의 경우 클립이 포함된 이러한 금속 구체는 CBCT 스캐닝이나 시스템 보정에 필요하지 않습니다. 기존 톱니가 있는 경우 레이블이 지정된 클립과 레이블이 지정되지 않은...

자료

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