Динамическая навигация для установки зубных имплантатов

Резюме

Динамическая компьютерная имплантационная хирургия (DCAIS) - это контролируемый хирургический метод установки имплантата, выполняемый без хирургического шаблона с использованием оптического контроля. Интраоперационное управление движением и положением хирургического устройства в режиме реального времени упрощает процедуру и дает больше свободы хирургу, обеспечивая такую же точность, как и методы статической навигации.

Аннотация

В современной имплантологии применение хирургических навигационных систем приобретает все большее значение. В дополнение к методам статической хирургической навигации все более распространенной становится независимая от руководства процедура установки динамического навигационного имплантата. Процедура основана на компьютерной установке зубных имплантатов с использованием оптического контроля. Эта работа направлена на демонстрацию технических шагов новой системыавтоматизированной имплантационной хирургии (DCAIS) (проектирование, калибровка, хирургия) и проверку точности результатов. На основе конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) точные положения имплантатов определяются с помощью специального программного обеспечения. Первым этапом операции является калибровка навигационной системы, которая может быть выполнена двумя способами: 1) на основе изображений КЛКТ, сделанных маркером или 2) на основе изображений КЛКТ без маркеров. Имплантаты вставляются с помощью навигации в режиме реального времени в соответствии с предоперационными планами. Точность вмешательств может быть оценена на основе послеоперационных изображений КЛКТ. Предоперационные изображения, содержащие запланированные положения имплантатов, и послеоперационные изображения КЛКТ сравнивались на основе ангуляции (степени), платформы и апикального отклонения (мм) имплантатов. Чтобы оценить данные, мы рассчитали стандартное отклонение (SD), среднее и стандартную погрешность среднего (SEM) отклонений в пределах запланированных и выполненных положений имплантата. На основе этих данных сравнивались различия между двумя методами калибровки. Основываясь на вмешательствах, выполненных до сих пор, использование DCAIS позволяет установить имплантаты с высокой точностью. Калибровочная система, которая не требует маркировки записи КЛКТ, позволяет проводить хирургическое вмешательство с той же точностью, что и система, использующая маркировку. Точность вмешательства может быть улучшена путем обучения.

Введение

Для повышения точности установки зубных имплантатов и уменьшения осложнений был разработан ряд навигационных методов, основанных на исследованиях визуализации. Предоперационная визуализация и специальное программное обеспечение для планирования 3D-имплантатов могут быть использованы для планирования точного положения зубного имплантата ^1,2.

Целью имплантационной хирургии является выполнение более анатомически точного размещения зубного имплантата для достижения наиболее идеального положения, чтобы снизить риск возможных ятрогенных осложнений (травмы нервов, сосудов, костей и пазух). Навигационная операция снижает инвазивность вмешательства (лоскутная хирургия), что может привести к меньшему количеству жалоб и более быстрому выздоровлению. Точная установка имплантата основана на предварительном планировании протеза (можно выполнить операцию на основе предоперационной установки зуба), а оптимальное позиционирование имплантата может помочь избежать костной пластики.

В настоящее время существует два типа компьютерных имплантатов (CAI) хирургических навигационных систем - статические и динамические навигационные системы. Статическая навигация - это контролируемый метод установки имплантата с использованием предварительно спланированного и сборного хирургического шаблона. Динамическая навигация - это заранее спланированный компьютерный хирургический метод установки имплантата без хирургического шаблона с использованием оптического управления. Процедура управления использует регистрацию изображений на основе облака точек для объединения виртуальных изображений с реальной средой путем применения наложения 3D-изображения³.

Системы DCAI делают возможным объективированное управление приборами в режиме реального времени в рамках GPS-подобной структуры. Как правило, они используют оптическое отслеживание для обнаружения и отслеживания положения (оптических) эталонных маркеров, размещенных над пациентом и хирургическими инструментами, и обеспечивают непрерывную визуальную обратную связь по процессу хирургического размещения имплантата ^1,2.

Движение и положение хирургического инструмента во время операции можно контролировать в прямом эфире на трехмерном изображении на мониторе. Во время процедуры система камер позволяет непрерывно контролировать и сравнивать положение челюстной кости пациента и положение хирургического инструмента.

Существует два типа динамических навигационных систем: одна - пассивная система, в этом случае регистрационные устройства (опорные базы) отражают свет, излучаемый источником света, обратно в стереокамеры; другая - активная система, где регистрационные устройства излучают свет, за которым следуют^{стереокамеры 4,5}.

Следующий уровень динамических навигационных систем использует серводвигатели для направления руки хирурга тактильными стимулами, чтобы устройство с роботизированными руками могло определять движения хирурга или даже полностью заменять их в отдаленном будущем 4,5,6,7.

протокол

Информированное согласие было получено от каждого пациента перед операцией. После вмешательств в этом исследовании использовались анонимные ретроспективные данные.

1. Этапы традиционного рабочего процесса динамических навигационных систем с использованием методом калибровки помеченного клипа (только для использования на челюстной кости с зубьями):

1. Прикрепите рентгеноконтрастный зажим для фиксации к зубам челюстной кости, где должно быть выполнено лечение (верхняя челюсть / нижняя челюсть) с использованием термопластичного материала.
2. Сделать КЛКТ обследование пациента с меченым зажимом во рту (КЛКТ, FOV 8 см х 11 см, 12 мА, 95 кВ).
3. Спланируйте положение имплантата в соответствии с архитектурой протеза с помощью соответствующего программного обеспечения.
4. Откалибруйте устройство (каждый шаг можно активировать на дисплее с помощью символа Play ).
   1. Зарегистрируйте наконечник.
      1. Калибруйте патрон наконечника.
      2. Откалибруйте вращающийся маркер-диск, вставленный в наконечник.
      3. Соберите руку между трекером пациента и маркированным зажимом и откалибруйте его.
5. Проверьте калибровку, поднеся наконечник измеряемого сверла к поверхности маркированного зажима (рисунок 1).
   1. Зафиксируйте маркированный клипс, удерживая оптический маркер (трекер) на зубах верхней или нижней челюсти (на какой челюсти происходит установка имплантата). Убедитесь, что зажим вставлен в то же положение, что и на предоперационной КЛКТ.
   2. Откалибруйте маркированный зажим, коснувшись металлических сфер зажима поворотом зонда.
6. Выполните навигационную установку имплантата в местной анестезии, введя 2 мл артикаина (80 мг/2 мл артикаина/ампула).
   1. Измерьте длину сверла (соприкоснувшись сверлом к выходной пластине) (рисунок 2).
   2. Проверьте визуальную точность в режиме реального времени перед сверлением (прикасаясь сверлом к любой поверхности зуба и проверяя, что она находится в одинаковом положении на мониторе и во рту).
   3. Определите точку входа бурения. Исследуйте место эксплуатации без заслонки.
   4. Просверлите кость с помощью динамического навигационного управления (рисунок 3, рисунок 4 и рисунок 5).
   5. Измерьте длину имплантата (прикоснувшись имплантатом к пластине go).
   6. Поместите имплантат с наконечником с трекером, управляемым динамической навигационной системой.
   7. Закройте рану монофиламентным, нерассасывающимся полипропиленовым швом 5.0 или зафиксируйте сборные протезы.
7. Получение контрольной радиологической визуализации (КЛКТ, FOV 8 см x 11 см, 12 мА, 95 кВ).

2. Этапы в динамических навигационных системах с использованием метода калибровки индикатора (не маркированный метод):

1. Выполняют КЛКТ пациента (без зажимов во рту).
2. Спланируйте положение имплантата в соответствии с архитектурой протеза с помощью соответствующего программного обеспечения.
3. Откалибруйте устройство, как описано в шаге 1.4.
4. Калибровка системы без помеченного зажима (метод без маркировки).
   1. Перенесите план хирургического размещения имплантата в программное обеспечение используемой навигационной системы. Выберите рабочую область на 3D-компьютерном снимке навигационного программного обеспечения.
   2. Закрепите трекер на зубах (с непомеченным зажимом) или в случае беззубой челюсти специальным трекером-удерживающим руку.
   3. Выберите типичные анатомические точки (зубы или поверхность кости) на 3D-КТ-изображении навигационной системы (минимум три точки).
   4. Определите выбранные анатомические точки во рту, коснувшись их инструментом зонда. (Рисунок 6).
   5. Выполните процедуру уточнения на трех-четырех участках, нанеся на поверхность анатомической структуры зонд.
5. Поместите имплантат с навигацией в местную анестезию, введя 2 мл артикаина (80 мг/2 мл артикаина/ампулы).
   1. Измерьте длину сверла (прикоснувшись дрелью к выходной пластине).
   2. Проверьте визуальную точность в режиме реального времени перед сверлением (прикасаясь сверлом к любой поверхности зуба и проверяя, что она находится в одинаковом положении на мониторе и во рту).
   3. Определите точку сверления. Исследуйте место эксплуатации без заслонки.
   4. Просверлите кость с динамическим управлением навигацией.
   5. Измерьте длину имплантата (прикоснувшись имплантатом к пластине go).
   6. Поместите имплантат с наконечником, одетым в трекер, управляемый системой динамического навигационного управления.
   7. Закройте рану 5.0 мононитью, нерассасывающимся полипропиленовым швом или зафиксируйте сборную протезную работу.
6. Производят контрольную радиологическую визуализацию (КЛКТ, FOV 8 см х 11 см, 12 мА, 95 кВ).

Результаты

Для правильного использования DCAIS система должна быть откалибрована. Существует несколько методов калибровки, которые могут повлиять на точность установки имплантата. Это исследование было направлено на оценку потенциального влияния различных методов калибровки на точность DCAIS.

Обсуждение

В маркированной системе динамической навигационной установки имплантатов, используемой клипом, традиционный рабочий процесс выполняется путем калибровки клипа. На поверхности зажима находятся три рентгеноконтрастные металлические сферы, которые хорошо видны на КЛКТ-сканировании. ?...

Материалы

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