Navegación mediante realidad aumentada basada en cámara para asistir la extracción de dientes supernumerarios impactados

Resumen

Aquí, proponemos un enfoque basado en una cámara estéreo con realidad aumentada (AR) y registro sin marcadores para asistir en la extracción de dientes supernumerarios impactados. Este flujo de trabajo proporciona asistencia visual para localizar dientes supernumerarios impactados y puede servir como un enfoque complementario factible para uso clínico.

Resumen

La extracción quirúrgica de dientes supernumerarios profundamente impactados es un procedimiento pediátrico complejo debido a sus posiciones ocultas y proximidad a estructuras vitales, como gérmenes dentales y nervios. Los métodos convencionales realizados a mano alzada suelen depender de una reconstrucción mental subjetiva de imágenes tridimensionales, lo que puede provocar una excesiva remoción ósea y lesiones iatrogénicas. Este estudio presenta un protocolo estandarizado que utiliza un sistema de navegación en realidad aumentada (AR) basado en cámara 3D para ayudar en la localización de dientes supernumerarios impactados. Se estableció un flujo de trabajo digital mediante la integración de datos preoperatorios de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) con escaneos intraorales para crear un plan virtual específico del paciente. Durante la cirugía, una cámara de alta resolución captura el campo operatorio, y el modelo virtual del diente supernumerario impactado se superpone a la imagen en vivo de la cámara mostrada en la pantalla del ordenador, proporcionando una referencia visual para la localización asistida. La interfaz de navegación en AR permite a los cirujanos ajustar la transparencia de diversas capas de tejido para mejorar la observación interna y afinar el registro de la imagen mediante un umbral ajustable de confianza en la localización. Además, el sistema permite fijar la visualización una vez lograda la alineación más precisa, garantizando estabilidad visual durante maniobras críticas. Este protocolo se demostró en un caso clínico que involucraba a un paciente con un diente supernumerario profundamente impactado. El resultado preliminar mostró que el sistema proporcionó una guía espacial intuitiva para la localización asistida del diente supernumerario impactado. El flujo de trabajo resultó clínicamente factible, y no se observaron complicaciones intraoperatorias, como daño a raíces adyacentes. En conclusión, la navegación en AR basada en cámara podría servir como un enfoque complementario potencial frente a las técnicas convencionales para la extracción asistida de dientes supernumerarios impactados. Al proporcionar visualización en tiempo real de estructuras internas y control interactivo sobre el registro y la transparencia, este protocolo favorece la adopción clínica de innovaciones digitales en intervenciones dentales pediátricas complejas.

Introducción

Los dientes supernumerarios son dientes que exceden el número normal en la dentición. Representan una anomalía dental de desarrollo común y también pueden presentarse como una manifestación oral de ciertos síndromes. Clínicamente, los dientes supernumerarios se observan con mayor frecuencia en la región maxilar anterior. Algunos dientes supernumerarios solo representan un aumento en el número de dientes y pueden permanecer asintomáticos; sin embargo, también pueden causar complicaciones, incluyendo erupción anormal de dientes adyacentes, reabsorción radicular, irregularidades en el arco dental y formación de quistes^1,2. Por lo tanto, generalmente se requiere la extirpación quirúrgica cuando los dientes supernumerarios interfieren con la erupción de los dientes permanentes, representan un riesgo de complicaciones o afectan la planificación del tratamiento subsiguiente.

El diagnóstico temprano y la intervención oportuna son fundamentales para el manejo de los dientes supernumerarios. El momento de la intervención y la selección del enfoque quirúrgico están estrechamente relacionados con la posición espacial del diente supernumerario. Aunque el momento óptimo para la extracción sigue siendo controvertido, muchos clínicos prefieren la intervención temprana en casos que ya han afectado la erupción del diente permanente o que presentan un riesgo potencial de complicaciones^3,4. La elección de la técnica quirúrgica depende en gran medida de los exámenes clínicos y radiográficos. La tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) se utiliza comúnmente antes de la extracción de dientes supernumerarios porque permite una evaluación tridimensional (3D) del número, posición, morfología radicular y relación de los dientes supernumerarios con las estructuras anatómicas circundantes. Esta información ayuda a determinar la ubicación precisa del diente, su posición labial o palatina, el grado de impactación ósea y el enfoque quirúrgico adecuado^2,5.

Actualmente, la extracción convencional manual depende principalmente de la interpretación espacial del cirujano sobre imágenes preoperatorias y de la localización basada en la experiencia. Los errores en la localización pueden provocar una excesiva remoción ósea e incluso dañar las raíces de los dientes adyacentes o estructuras anatómicas importantes^3,6. Con el desarrollo de los conceptos de mínima invasión y los avances en tecnología digital, se han aplicado técnicas de guías personalizadas impresas en 3D, navegación dinámica, realidad mixta y asistencia robótica en la extracción de dientes incluidos complejos o dientes supernumerarios^7,8,9,10. Estas técnicas han demostrado un potencial para mejorar la localización, acortar el tiempo quirúrgico y reducir la remoción ósea. Sin embargo, también presentan limitaciones. Las guías personalizadas impresas en 3D suelen requerir diseño preoperatorio, procesamiento del modelo, impresión de la guía y postprocesamiento, lo que puede aumentar el tiempo de preparación y la complejidad del flujo de trabajo. En hospitales generales o instituciones con equipos limitados, la fabricación de guías a menudo depende de centros externos de procesamiento, lo que puede prolongar aún más el tiempo de preparación. Los sistemas de navegación dinámica y los sistemas asistidos por robot generalmente requieren dispositivos adicionales de seguimiento y procedimientos de registro. En el espacio operatorio intraoral limitado, estos sistemas pueden incrementar la complejidad en la disposición del equipo y en la manipulación quirúrgica, y pueden afectar el campo de visión del cirujano y el manejo de los instrumentos. Aunque la realidad mixta tiene un gran potencial de visualización, la precisión del registro entre lo virtual y lo real y la estabilidad del seguimiento dinámico siguen siendo factores importantes que limitan su aplicación clínica. Además, el alto costo del equipo y la larga curva de aprendizaje asociada a estas tecnologías pueden limitar su uso generalizado en la extracción ambulatoria de dientes supernumerarios incluidos.

Para abordar estas limitaciones, el método de RA utilizado en este protocolo adopta una configuración de hardware relativamente sencilla, compuesta principalmente por una computadora, una cámara estéreo y un software de navegación de RA. La tecnología de RA se ha aplicado preliminarmente en procedimientos orales y maxilofaciales, incluyendo cistectomía odontogénica, colocación de implantes dentales, cirugía ortognática, cirugía de traumatismos maxilofaciales y extracción de terceros molares incluidos, y ha demostrado potencial para la visualización intraoperatoria y la localización espacial^{11,12,13,14,15,16}. Por lo tanto, este protocolo propone un método de RA basado en cámara estéreo, sin marcadores y basado en registro, para asistir en la extracción de dientes supernumerarios. Preoperatoriamente, se obtienen datos de CBCT y modelos de escaneo intraoral para la reconstrucción tridimensional. Los modelos digitales del diente supernumerario y los dientes adyacentes se reconstruyen e importan al sistema de navegación de RA. Durante la cirugía, la cámara estéreo captura el campo quirúrgico en tiempo real. El sistema realiza un registro sin marcadores basado en la morfología de la dentición, y el modelo virtual del diente supernumerario se superpone sobre la imagen en vivo de la cámara mostrada en la pantalla, proporcionando así una referencia visual intraoperatoria para la localización. Este flujo de trabajo es particularmente adecuado para dientes supernumerarios incluidos profundamente, en los que se prevé que la localización mediante cirugía convencional a mano alzada sea difícil.

Protocolo

El procedimiento descrito aquí fue aprobado y realizado de acuerdo con las directrices del Comité de Ética en Investigación con Seres Humanos del Hospital Estomatológico Afiliado de la Universidad Médica de Kunming, Kunming, China (Número de aprobación: KYKQ2025MEC0077). Se obtuvo el consentimiento escrito del paciente y de su tutor legal para el uso y la publicación de las imágenes clínicas e intraoperatorias.

1. Preparación del instrumento

1. Prepare instrumentos estériles para la extracción dental.
2. Prepare el equipo de realidad aumentada, incluyendo una computadora portátil y una cámara de alta definición conectada a la computadora mediante USB 3.0.

2. Imagen preoperatoria y preparación del paciente (Figure 1)

1. Realice una reconstrucción tridimensional basada en CBCT de alta resolución preoperatoria, prestando especial atención a la posición del diente supernumerario incluido dentro del maxilar y su relación espacial con las raíces de los dientes adyacentes y el haz neurovascular nasopalatino.
   NOTA: Parámetros de adquisición de CBCT: New Tom 3G; campo de visión: 153.60 mm x 153.60 mm; tamaño de matriz: 512 x 512 píxeles; tamaño de vóxel: 0.300 mm; voltaje del tubo: 110 kVp; corriente del tubo: 3 mA.
   1. Exporte el conjunto de datos de CBCT en formato DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) desde el software de CBCT.
   2. Abra Mimics Medical 21.0, denominado en adelante software de reconstrucción 3D. Haga clic en Archivo > Nuevo proyecto, importe el conjunto de datos DICOM del paciente y haga clic en Siguiente > Abrir.
   3. Haga clic en Segmentar > Nueva máscara. En Conjuntos predefinidos de umbrales, seleccione Hueso (TC) y ajuste el rango de umbral usando el control deslizante. En este caso, establezca el valor mínimo en 570 HU y el valor máximo en 3071 HU. Genere una máscara que contenga los datos del esqueleto craneofacial (denominada Maxila).
   4. Haga clic en Segmentar > Recortar máscara, arrastre el cuadro de selección para limitar la región al maxilar y haga clic en Aceptar.
   5. Haga clic en Segmentar > Editar máscaras, seleccione Borrar en la ventana emergente y elimine los dientes mandibulares en contacto con los dientes maxilares en las vistas bidimensionales y tridimensionales. Obtenga el maxilar y la dentición maxilar.
   6. Reconstruya el diente supernumerario y los dientes adyacentes. Haga clic en Nueva máscara, seleccione Esmalte (TC, niño) en Conjuntos predefinidos de umbrales y haga clic en Aceptar para obtener los datos de la dentición del paciente.
   7. Haga clic en Segmentar > Editar máscaras, seleccione Borrar en la ventana emergente y elimine los dientes innecesarios, dejando únicamente el diente supernumerario incluido en la región de la raíz del incisivo maxilar derecho.
   8. Haga clic en Segmentar > Editar máscaras y en Edición múltiple de cortes para perfeccionar la máscara del diente supernumerario.
   9. Seleccione las máscaras del maxilar y del diente supernumerario, haga clic derecho y haga clic en Calcular pieza para generar los objetos 3D correspondientes.
2. Adquiera y repare los datos del escaneo intraoral del paciente (Figura 2A).
   1. Antes del escaneo, calibre el escáner 3D intraoral utilizando el módulo de calibración en el software de escaneo según las instrucciones del fabricante. Adquiera el escaneo de la dentición intraoral mediante un escáner 3D intraoral (velocidad de escaneo: 20 cuadros/s; precisión por diente: ≤0.01 mm; profundidad de escaneo: <22 mm) y exporte los datos del escaneo en formato STL.
   2. Abra Geomagic Wrap 2021 (denominado en adelante software de procesamiento de datos de escaneo 3D).
   3. Haga clic en Archivo > Abrir, seleccione el archivo STL con los datos del escaneo de la dentición maxilar y haga clic en Abrir.
   4. En la ventana de selección de unidades, seleccione Milímetros y haga clic en Aceptar.
   5. Haga clic en Recortar > Recortar con curva para eliminar datos inválidos redundantes e irregulares en el borde del escaneo.
   6. Haga clic en Polígonos > Rellenar un solo agujero > Plano > Puente para cerrar el modelo.
   7. Haga clic en Médico de malla > Aplicar > Aceptar para reparar el modelo.
   8. Haga clic en Guardar y seleccione STL como tipo de archivo.

3. Registro de los datos de escaneo 3D con los datos de reconstrucción derivados de la CBCT

1. En el software de reconstrucción 3D, haga clic en Importar > STL e importe el archivo STL reparado del modelo de escaneo intraoral.
2. Haga clic en Alinear > Registro por Puntos y seleccione puntos de referencia reproductibles correspondientes tanto en el modelo de escaneo intraoral como en el modelo de dentición derivado de CBCT. Se requiere un mínimo de cuatro puntos no colineales para el registro inicial por puntos, y se recomiendan seis puntos para mejorar la estabilidad del registro. Por ejemplo, seleccione los puntos del ángulo mesioincisal de los incisivos centrales maxilares, las puntas de los colmillos, y ya sea las puntas cúspides mesiobucales o las fosas centrales de los primeros molares maxilares en ambos lados. Haga clic en Aceptar para obtener el modelo inicialmente registrado.
3. En Objetos, haga clic en Contornos Visibles para evaluar la calidad del registro en los planos axial, sagital y coronal. El registro satisfactorio se determina cuando los contornos de la dentición del modelo de escaneo intraoral y del modelo de dentición derivado de CBCT muestran una superposición visual casi completa en las vistas bidimensionales, sin desajustes obvios de traslación o rotación. Si se observa un desajuste, ajuste el modelo haciendo clic en Reposicionar > Mover con el Ratón y Rotar con el Ratón para obtener el modelo registrado final.
4. Haga clic en Archivo > Exportar > STL Binario > Pieza, seleccione el modelo del diente supernumerario incluido y el modelo de escaneo intraoral registrado, y haga clic en Añadir > Finalizar.

4. Aislamiento de los datos de la dentición anterior para el reconocimiento (Figura 2B)

1. Abra el software de procesamiento de datos de escaneo 3D.
2. Haga clic en Archivo > Abrir, seleccione el archivo STL con los datos de escaneo de la dentición maxilar y haga clic en Abrir.
3. En la ventana de selección de unidades, seleccione Milímetros y haga clic en Aceptar.
4. Haga clic en Recortar > Recortar con Curva. Haga clic secuencialmente a lo largo del margen gingival para delinear la porción de la corona de los dientes anteriores maxilares desde un canino hasta el otro, y haga clic en Aplicar > Aceptar.
5. En el Administrador de Modelos, seleccione la porción no anterior de la corona, haga clic con el botón derecho y seleccione Eliminar.
6. Haga clic en Polígonos > Rellenar Individual > Plano > Unir. Seleccione la línea de contorno verde, mantenga presionado el botón izquierdo del ratón, arrastre el ratón y seleccione el contorno en el extremo opuesto para completar la unión.
7. Haga clic en Rellenar Todo > Aplicar > Aceptar para completar el cierre del modelo.
8. Haga clic en Doctor de Malla > Aplicar > Aceptar para completar la reparación del modelo.
9. Haga clic en Guardar y seleccione STL como formato de archivo.

5. Inicio de la navegación de RA

NOTA: Una cámara Intel RealSense D415 se utilizó únicamente para la adquisición de imágenes RGB a 1080p y 30 fps; su función de detección de profundidad no se utilizó para el seguimiento ni para la registración. Los parámetros de calibración de la cámara se definieron previamente durante el desarrollo del software y se emplearon para la registración de realidad aumentada. No se requirió calibración adicional durante su uso posterior. En este sistema, la registración se realizó utilizando el modelo tridimensional de la dentición anterior específica del paciente como marcador dentario. El sistema comparó el contorno proyectado y las características geométricas de este modelo 3D con la dentición anterior del paciente en la vista en vivo de la cámara RGB. Tras la registración automática, el modelo virtual del diente supernumerario se mostró de acuerdo con su relación espacial previamente definida con respecto al modelo de la dentición anterior.

1. Abra el software de RA.
2. Haga clic en Importar STL, seleccione el modelo del diente supernumerario afectado y el modelo de la dentición anterior exportados en los pasos anteriores, haga clic en Aceptar y luego en Guardar proyecto.

6. Preparación preoperatoria

1. Coloque al paciente en posición supina y ajuste la silla dental a la posición quirúrgica.
2. Desinfecte las regiones intraorales y extraorales con povidona-yodo al 0,5%.
3. Cubra la cabeza, cara y cuello con campos estériles, dejando expuesta únicamente la región que va desde la punta de la nariz hasta el punto submentoniano.
4. Realice anestesia por infiltración local en la mucosa bucal y palatina del área quirúrgica utilizando aproximadamente 1,7 mL de articaína hidrocloruro al 4% con epinefrina 1:100.000, que contiene 68 mg de articaína hidrocloruro y 17 µg de bitartrato de epinefrina.
5. Cubra el cable de datos de la cámara y el soporte miniatura con una funda estéril. Durante la adquisición de imágenes, mantenga la cámara a al menos 30 cm de distancia del campo quirúrgico estéril.

7. Establecimiento del enfoque quirúrgico con asistencia de RA

NOTA: Realice el procedimiento con un equipo compuesto por un cirujano oral titular con experiencia en tecnología de realidad aumentada, un asistente quirúrgico y un asistente de operaciones de realidad aumentada.

1. Retraiga el labio superior utilizando un retractor y un espejo bucal para exponer el campo quirúrgico.
2. Abra el software de RA y el archivo del proyecto. Seleccione el modelo de la dentición anterior y utilícelo como marcador de registro. Haga clic en Virtual y Navegación > Navegación por Cámara de RA, luego seleccione la cámara a utilizar para acceder a la interfaz de navegación de RA.
3. Una vez que el módulo de navegación se active correctamente, la interfaz de navegación mostrará la vista en vivo de la cámara. El contorno del marcador de registro aparecerá en el centro de la pantalla. Debido a que la cámara está posicionada a cierta distancia y ángulo respecto al campo quirúrgico, ajuste manualmente el tamaño y la orientación del marcador de registro para que coincida con el contorno de la dentición en la vista de la cámara. Este paso sirve únicamente como alineación inicial; el registro final se completa automáticamente en el paso 7.4.
4. Cuando la coincidencia de características y la confianza en la localización alcancen el umbral preestablecido (0.7), el sistema completará automáticamente el registro. La coincidencia de características se refiere a la correspondencia entre el contorno proyectado y las características geométricas del modelo tridimensional personalizado de la dentición anterior del paciente y la dentición anterior visible en la vista en vivo de la cámara RGB.
   NOTA: La confianza en la localización se refiere a la fiabilidad estimada por el software en la localización espacial del marcador de dentición en la vista de la cámara. El valor umbral de 0.7 representa la calidad mínima predefinida de seguimiento necesaria para aceptar el registro automático. El registro se consideró exitoso solo cuando tanto la coincidencia de características como la confianza en la localización alcanzaron este umbral. Este umbral se seleccionó basándose en pruebas preliminares repetidas para equilibrar un reconocimiento rápido y una superposición estable de RA, pero no representa una precisión cuantitativa medida de la localización quirúrgica.
5. Tras el registro, el contorno del marcador de dentición cambia de rojo a verde. De acuerdo con la relación espacial definida previamente a la cirugía, el modelo virtual del diente supernumerario se superpone a la imagen en vivo de la cámara y se muestra en la pantalla. En este momento, la posición mostrada del modelo dental virtual indica la ubicación del diente supernumerario incluido.
6. Ajuste el ángulo de la cámara para obtener una vista óptima del modelo virtual como referencia intraoperatoria. Cuando la cámara gira lentamente, la vista relativa entre la cámara y el marcador de dentición cambia. Dado que la relación espacial entre el modelo del diente supernumerario y el marcador de dentición se definió previamente a la cirugía, la vista del modelo virtual del diente supernumerario en la pantalla se actualiza en consecuencia con la vista de la cámara.
7. Durante la cirugía, haga que el asistente de operaciones de RA sostenga la cámara mediante un soporte miniatura y ajuste continuamente la posición de la cámara para que el campo quirúrgico del maxilar anterior se mantenga centrado en la vista de la cámara y el eje óptico de la cámara permanezca lo más perpendicular posible a la superficie del campo quirúrgico, obteniendo así una vista operatoria óptima.
8. Ajuste la transparencia del modelo virtual del diente supernumerario hasta que el bisturí sea visible debajo del modelo en la interfaz de navegación de RA. El cirujano puede utilizar los contornos del modelo virtual superpuesto mostrados en la pantalla para estimar los límites aproximados del diente supernumerario real. A continuación, realice una incisión mucosa labial de aproximadamente 1 cm centrada sobre la región cervical estimada del diente supernumerario, orientando la incisión aproximadamente perpendicular al eje largo del diente supernumerario (Figura 3A). Eleve el colgajo mucoperióstico y exponga el hueso que recubre el diente supernumerario.
9. Si los instrumentos quirúrgicos obstruyen frecuentemente el área de reconocimiento de la dentición e interrumpen la navegación de RA en tiempo real, active la función de bloqueo de imagen. Tras superponer el modelo virtual sobre la imagen en vivo de la cámara, bloquee su posición respecto a las estructuras anatómicas reales y utilice la pantalla como referencia intraoperatoria para localizar el diente supernumerario.
   NOTA: En el presente caso, no se utilizó la función de bloqueo de imagen porque la navegación de RA en tiempo real permaneció estable con mínima interferencia intraoperatoria.

8. Exposición y extracción del diente supernumerario incluido

1. Bajo la localización asistida por RA, identifique la posición y los límites aproximados del diente supernumerario real basándose en los contornos mostrados en pantalla del modelo virtual. Utilice una pieza de mano quirúrgica para eliminar el hueso que recubre la zona coronal estimada hasta que se exponga la corona del diente supernumerario (Figura 3B,C).
2. Una vez expuesto el diente, realice el corte subsiguiente y la extracción mediante visualización directa, sin necesidad de más orientación por RA.
3. Utilice la pieza de mano quirúrgica para seccionar la estructura dentaria expuesta en dirección mesiodistal, separando así la corona de la raíz y eliminando la resistencia. Alternativamente, utilice un elevador dental y fórceps mosquito para retirar la corona y la raíz (Figura 3D,F).
4. Curete el alvéolo de extracción con una cureta para asegurar que no quede tejido del folículo dental.
5. Irrigue el alvéolo de extracción con solución salina estéril para asegurar que no queden fragmentos dentarios (Figura 3E).
6. Cierre la incisión con suturas no absorbibles 3-0 y aplique presión con gasa hemostática para lograr la hemostasia.

9. Manejo postoperatorio

1. Observe al paciente durante 1 h después de la cirugía y délo de alta cuando no haya sangrado evidente en la herida. Permita que el paciente comience una dieta líquida fría 2 h después de la cirugía y pase gradualmente a una dieta blanda. Instruya al paciente para que mantenga una higiene bucal estricta en el área quirúrgica.
2. Recete cápsulas orales de amoxicilina, 0,5 g cada 12 h durante 3 días, para la profilaxis de infección posoperatoria. Instruya al paciente para que tome una cápsula de 0,3 g de ibuprofeno según sea necesario para el dolor posoperatorio.
3. Retire los puntos de sutura 1 semana después de la cirugía. Instruya al paciente para que controle la presencia de sangrado en la herida, dolor o molestias y que busque atención médica de inmediato si aparece alguno de estos síntomas.

Resultados

Una paciente femenina de 17 años se sometió a un examen de TCFC durante una consulta ortodóncica, que reveló dos dientes supernumerarios impactados en la región anterior del maxilar. Tras la evaluación realizada por el ortodoncista, se recomendó la extracción de los dos dientes supernumerarios y de un diente decíduo retenido. El examen intraoral mostró la presencia del diente decíduo retenido, mientras que ninguno de los dientes supernumerarios había erupcionado en la cavidad oral. La TCFC mostró un diente supernumerario invertido ubicado por encima del ápice del incisivo lateral derecho del maxilar, con impactación ósea completa. El otro diente supernumerario se encontraba en el lado palatino entre el incisivo central izquierdo y el incisivo lateral del maxilar, orientado en dirección labial-palatina, y no estaba completamente cubierto por hueso; por lo tanto, su dificultad de localización era relativamente baja. Tras explicar detalladamente a la paciente y a su familia la afección, el plan de tratamiento, los riesgos potenciales y las opciones terapéuticas alternativas, aceptaron que se extrajera el diente supernumerario invertido e impactado óseamente por encima del ápice del incisivo lateral derecho del maxilar con asistencia de realidad aumentada (RA). El otro diente supernumerario y el diente decíduo retenido se extrajeron mediante un enfoque convencional.

Los resultados perioperatorios fueron los siguientes: el diseño digital tomó 15 min. Durante la cirugía, la dentición anterior se utilizó como marcador de la dentición. Después de completar el alineamiento manual inicial, no se requirió ningún procedimiento adicional de registro intraoperatorio basado en puntos, ya que el sistema de realidad aumentada completó automáticamente la coincidencia y el registro. Mediante la localización asistida por realidad aumentada, el cirujano identificó el sitio de la incisión y preparó la ventana ósea para exponer el diente supernumerario incluido. El procedimiento quirúrgico, desde la incisión hasta la extracción completa del diente supernumerario incluido, tomó 10 min. Durante el procedimiento, el seguimiento por realidad aumentada se interrumpió temporalmente porque los instrumentos quirúrgicos obstruyeron el área de reconocimiento de la dentición. Después de que se volvió a exponer la dentición anterior, el sistema la reconoció nuevamente y se reanudó la navegación.

No se observó daño intraoperatorio en las raíces de los dientes adyacentes ni en estructuras neurovasculares importantes. El diente supernumerario incluido se eliminó completamente tras la sección del coronal para eliminar la resistencia. Dado que la inspección postoperatoria mostró que el diente extraído estaba intacto y que no quedaron fragmentos dentales ni tejido del folículo dental en el alveolo de extracción, no se realizó un examen postoperatorio adicional de CBCT. El otro diente supernumerario se extrajo tras una incisión convencional y elevación de colgajo, y el diente temporal retenido se eliminó de forma rutinaria.

El paciente regresó 1 semana después de la cirugía para la retirada de puntos. El examen clínico no mostró enrojecimiento, hinchazón ni otros signos de inflamación en la mucosa de la zona quirúrgica. El paciente no reportó ninguna alteración sensorial en la mucosa. Los dientes adyacentes no presentaron molestias a la percusión ni movilidad.

Figura 1: Imágenes preoperatorias de CBCT y reconstrucción 3D de los dientes supernumerarios. (A) imágenes de CBCT sagitales, (B) axiales y (C) coronales que muestran la posición de los dientes supernumerarios incluidos (flechas rojas) en la región anterior del maxilar y su relación con las raíces de los dientes adyacentes y el hueso circundante. (D) modelo de reconstrucción 3D que muestra el maxilar, la dentición y dos dientes supernumerarios. El modelo rojo representa el diente supernumerario labial extraído con asistencia de RA, y el modelo verde representa el diente supernumerario palatino extraído mediante el enfoque convencional. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Procesamiento del modelo de escaneo intraoral. (A) Modelo de escaneo intraoral maxilar reparado utilizado para el registro con el modelo de reconstrucción. (B) Un modelo de dientes anteriores maxilares recortado utilizado para el registro de contorno AR sin marcadores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Pasos intraoperatorios clave de la extracción asistida por realidad aumentada de un diente supernumerario incluido. (A) Localización antes de la incisión. El modelo virtual del diente supernumerario incluido se superpuso sobre la imagen en vivo de la cámara mostrada en la interfaz de navegación de realidad aumentada. El contorno verde representa la dentición anterior registrada, y el modelo sólido verde representa la posición planeada del diente supernumerario incluido. (B) Se utilizó la navegación de realidad aumentada para guiar la localización durante la eliminación ósea. (C) Se expuso el diente supernumerario incluido tras la eliminación del hueso sobreyacente. (D) Se extrajo el fragmento dentario seccionado del alvéolo de extracción. (E) Se inspeccionó el alvéolo de extracción tras la eliminación completa del diente supernumerario incluido. (F) Se examinó el diente supernumerario extraído para confirmar la eliminación completa. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

Los dientes supernumerarios son una anomalía dental de desarrollo común y pueden provocar complicaciones como la erupción anormal de dientes adyacentes, reabsorción radicular, irregularidades en el arco dental y formación de quistes. En el caso de dientes supernumerarios que interfieren con la erupción del diente permanente, presentan riesgo de complicaciones o afectan la planificación del tratamiento ortodóncico posterior, la extracción quirúrgica suele ser la principal opción de tratamiento. Los dientes supernumerarios que han erupcionado a través de la mucosa y son directamente visibles, o aquellos que han penetrado el hueso y pueden visualizarse tras una incisión en la mucosa, son relativamente fáciles de extraer. En contraste, los dientes supernumerarios completamente incluidos en el hueso no pueden observarse directamente en el campo quirúrgico. La determinación de su posición vestibular-palatina, el tamaño de la ventana ósea y el abordaje quirúrgico depende principalmente de la interpretación espacial que el cirujano haga de las imágenes preoperatorias y de su experiencia clínica, lo que convierte a estos casos en más desafiantes, especialmente para cirujanos jóvenes con menos experiencia. Aunque también pueden utilizarse técnicas quirúrgicas convencionales para extraer dientes supernumerarios incluidos, su éxito depende en gran medida de la experiencia del cirujano. Si la localización intraoperatoria se desvía de la posición real del diente, puede producirse una remoción excesiva de hueso, aumentando así el riesgo de lesión a las raíces de los dientes adyacentes o a estructuras anatómicas importantes. Actualmente, diversas tecnologías digitales se han aplicado a la extracción de dientes supernumerarios incluidos y han mostrado resultados preliminares prometedores en cuanto a la localización precisa de la posición del diente, la preservación ósea y la reducción de complicaciones. Sin embargo, estos métodos aún presentan limitaciones, como altos costos de tiempo, equipos costosos y dificultades para su implementación generalizada.

Este estudio propone un método asistido por realidad aumentada basado en una cámara estéreo para la extracción de dientes supernumerarios impactados. Preoperatoriamente, se reconstruyen modelos tridimensionales del diente supernumerario y de los dientes adyacentes utilizando datos de CBCT y escaneo intraoral. Mediante un registro de realidad aumentada sin marcadores, el modelo virtual se superpone sobre la imagen en vivo de la cámara mostrada en la interfaz de navegación de realidad aumentada, proporcionando una referencia visual que ayuda al cirujano a estimar la ubicación del diente supernumerario impactado. En este flujo de trabajo, un registro satisfactorio entre el CBCT y el escaneo intraoral, un reconocimiento estable del dentición y un ajuste adecuado del ángulo de la cámara manteniendo una posición relativamente constante son pasos críticos para una implementación exitosa. Estos pasos son necesarios para obtener una vista operatoria clara y una superposición estable de la realidad aumentada. Por lo tanto, se requiere una formación preclínica adecuada y práctica repetida para garantizar un diseño digital preoperatorio confiable y un manejo intraoperatorio competente del sistema de realidad aumentada. En comparación con métodos de navegación que dependen de marcadores externos o guías quirúrgicas físicas, este método no requiere la colocación de marcadores artificiales adicionales en el campo quirúrgico. Esto reduce la interferencia de dispositivos extra de registro en el espacio intraoral limitado y en el campo quirúrgico, mientras se preserva la morfología natural del dentición como base para el registro. En este sistema, las imágenes del campo quirúrgico se capturan mediante una cámara, y la superposición de realidad aumentada se muestra en una pantalla. Por lo tanto, la aplicación del sistema se ve afectada por el ángulo de la cámara, la exposición del campo quirúrgico y la obstrucción por instrumentos. El enfoque labial en la región anterior del maxilar generalmente proporciona una vista de cámara más directa y una exposición suficiente del campo quirúrgico. La obstrucción por tejidos blandos e instrumentos es relativamente limitada con este enfoque, lo que resulta más favorable para mantener el reconocimiento del contorno del dentición y la estabilidad de la superposición virtual-real. En comparación con la cirugía convencional, este método podría ayudar al cirujano a optimizar el diseño de la ventana ósea y localizar el enfoque quirúrgico, reduciendo potencialmente el riesgo de complicaciones. En comparación con otras técnicas digitales, este método presenta una configuración de hardware relativamente sencilla y ciertas ventajas en costo y flujo de trabajo.

Sin embargo, este protocolo aún presenta varias limitaciones. En el caso actual, se utilizó realidad aumentada (AR) para la localización asistida del diente supernumerario incluido, y la posición de localización estimada se empleó como referencia visual para ayudar en la colocación de la incisión y la preparación de la ventana ósea. No proporcionó una línea de incisión preplanificada, un límite predefinido de la ventana ósea, una trayectoria quirúrgica ni un plano de seccionamiento dental, lo que limitó en cierta medida el papel de la realidad aumentada en este flujo de trabajo. En casos futuros, el diseño de la línea de incisión, la definición del límite de la ventana ósea, el diseño de la trayectoria quirúrgica y la predefinición del plano de seccionamiento dental podrían incorporarse al diseño digital preoperatorio y visualizarse intraoperatoriamente mediante realidad aumentada, mejorando así aún más el valor de esta técnica para la planificación de la vía quirúrgica y la guía operatoria. La imagen de navegación mediante realidad aumentada depende de la adquisición basada en cámara del campo quirúrgico, y la nitidez de la imagen, las condiciones de iluminación, el ángulo de la cámara y la exposición del campo quirúrgico pueden afectar todos ellos al reconocimiento del contorno dentario y a la estabilidad del registro. Durante el procedimiento, la cámara es sostenida por un asistente en condiciones estériles. Por lo tanto, debe mantenerse la estabilidad relativa entre la cámara y el campo quirúrgico para evitar desviaciones en la superposición causadas por temblores de la mano o cambios en el ángulo de visión. Además, el método de registro sin marcadores utilizado en este protocolo se basa en el contorno de la dentición anterior. Instrumentos quirúrgicos, dispositivos de succión o tejidos blandos pueden obstruir la vista de la cámara e interrumpir la navegación. En tales casos, se requiere un registro repetido, lo que puede afectar al flujo de trabajo quirúrgico. Asimismo, el cirujano observa principalmente la superposición de realidad aumentada en una pantalla. Para principiantes, la pantalla bidimensional difiere de la visión estereoscópica natural del ojo humano, lo que puede dificultar la comprensión de la relación espacial entre el modelo virtual y el campo quirúrgico real. Para abordar estos problemas, se pueden realizar mejoras tanto mediante entrenamiento como mediante la optimización del sistema. Primero, se puede utilizar un entrenamiento estandarizado con modelos impresos en 3D para familiarizar a los cirujanos con el registro de imágenes, la interpretación de la superposición virtual-real y la localización asistida por realidad aumentada de la ventana ósea, reduciendo así los errores de localización causados por una familiaridad insuficiente con la tecnología. Segundo, los algoritmos de seguimiento y los escenarios de aplicación clínica pueden optimizarse aún más. Por ejemplo, una vez logrado un registro estable, puede bloquearse la relación espacial entre el contorno dentario y el modelo virtual, y la posición del modelo virtual puede actualizarse en tiempo real conforme se vuelven a exponer las características dentarias. La cámara también puede fijarse con un soporte mecánico o integrarse en una luz quirúrgica para reducir las vibraciones de la cámara sostenida a mano y la carga operativa.

El método asistido por realidad aumentada basado en una cámara estereoscópica para la extracción de dientes supernumerarios impactados proporciona una ayuda visual intuitiva y simplificada para la localización intraoperatoria. Este método presenta ciertas ventajas en cuanto a configuración de hardware, flujo de trabajo e implementación clínica potencial. Sin embargo, la presente demostración con un solo caso únicamente muestra factibilidad en la práctica clínica, por lo que su aplicación clínica debe abordarse con precaución. Se necesitan estudios posteriores con muestras más grandes y multicéntricos para validar su precisión de localización, eficiencia clínica y seguridad. Considerando las ventajas técnicas y accesibilidad del equipo, este método podría tener potencial para su uso futuro en entornos de atención primaria, donde el acceso a equipos quirúrgicos digitales avanzados suele ser limitado. Este estudio demuestra preliminarmente la factibilidad de utilizar esta técnica para extraer dientes supernumerarios impactados y proporciona una base metodológica para establecer un protocolo estandarizado de extracción asistida por realidad aumentada.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Yodo-povidona al 0,5%	N/A	N/A	Utilizado para la desinfección intraoral y extraoral antes de la cirugía.
Sutura de seda no absorbible 3-0	Johnson (Suzhou) Medical Devices Co., Ltd.		Sutura de tejidos.
Articaína al 4% con epinefrina			Utilizado para anestesia local.
Cámara	Intal RealSense	D415	Utilizada para adquirir el campo visual en tiempo real para el reconocimiento del marcador.
TCBG	Quantitative Radiology s.r.1. Verona, Italia	New Tom 3G	Utilizado para adquirir imágenes del diente y estructuras circundantes.
Cureta	N/A	N/A	Utilizada para curetear el alvéolo de extracción y eliminar el tejido residual del folículo dental.
Elevador dental	N/A	N/A	Utilizado para aflojar y extraer los fragmentos de corona y raíz seccionados.
E3D CMF	Hunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd., Hunan, China.	https://www.e3d-med.com/	Software de navegación de realidad aumentada.
Geomagic Wrap 2021	3D Systems Corporation	versión 2021	Procesamiento del modelo de escaneo intraoral y segmentación de los dientes anteriores para su uso como marcador de registro.
Gasa hemostática	N/A	N/A	Utilizada para hemostasia por compresión tras el cierre de la herida.
Escáner intraoral	SHINING 3D	Aoralscan 3 CA3-C80046J04;https://www.shining3d.cn/	Utilizado para adquirir datos digitales del arco dental.
Manopla quirúrgica J45-LED	Guangdong JINME Medical Technology Co., Ltd.	45-TUP; https://www.jinmedental.cn/	Eliminación del hueso que recubre el diente supernumerario y seccionamiento de la corona de la raíz.
Computadora portátil	Lenovo Group Limited	Legion Y7000 IRX9; Intel Core i7-13650HX CPU; NVIDIA GeForce RTX 4060 Laptop GPU, 8 GB GDDR6; 24 GB RAM DDR5; SSD de 512 GB.	Ejecución del software de realidad aumentada.
Mimics	Materialise	versión 21.0	Utilizado para la reconstrucción tridimensional.
Campos estériles	N/A	N/A	Utilizados para cubrir la cabeza, cara y cuello, dejando expuesta únicamente la zona quirúrgica.
Funda estéril	N/A	N/A	Utilizada para cubrir el cable de datos de la cámara y el soporte miniatura durante la adquisición de imágenes intraoperatorias.
Cable USB 3.0	N/A	N/A	Utilizado para conectar la cámara a la computadora portátil para la adquisición de imágenes.