שיניים עודפות הן אנומליה התפתחותית שכיחה של השיניים ועשויות להוביל לסיבוכים כגון בקיעה לא תקינה של שיניים סמוכות, ספיגת שורשים, אי-סדירויות בקשת השיניים והיווצרות ציסטות. עבור שיניים עודפות המפריעות לבקיעה של שיניים קבועות, מהוות סיכון לסיבוכים, או משפיעות על תכנון טיפול אורתודונטי עתידי, הסרה כירורגית היא בדרך כלל אפשרות הטיפול העיקרית. שיניים עודפות שבקעו דרך הריסיה והן נראות באופן ישיר, או כאלה שחדרו את העצם וניתן להדמייתן לאחר חתך בריסיה, הן קלות יחסית להסרה. לעומת זאת, שיניים עודפות שכלואות לחלוטין בתוך העצם אינן ניתנות לצפייה ישירה בשדה הכירורגי. קביעת המיקום הלביאלי-חכי (labial-palatal), גודל חלון העצם והגישה הכירורגית תלויים בעיקר בפירוש המרחבי של המנתח את התמונות הפרה-אופרטיביות ובניסיונו הקליני, מה שהופך מקרים אלו למאתגרים יותר, במיוחד עבור מנתחים צעירים ופחות מנוסים. אף שניתן להשתמש בטכניקות כירורגיות קונבנציונליות להסרת שיניים עודפות כלואות, הצלחתן תלויה רבות בניסיון המנתח. אם המיקום האינטרה-אופרטיבי סוטה ממיקום השן בפועל, עלולה להתרחש הסרה מסיבית של עצם, מה שיגביר את הסיכון לפגיעה בשורשי שיניים סמוכות או במבנים אנטומיים חשובים. כיום, טכנולוגיות דיגיטליות שונות יושמו להסרת שיניים עודפות כלואות והראו תוצאות ראשוניות באיתור מיקום השן, שימור העצם והפחתת סיבוכים. עם זאת, לשיטות אלו עדיין יש מגבלות, הכוללות עלויות זמן גבוהות, ציוד יקר וקושי ביישום נרחב.
מחקר זה מציע שיטה מבוססת מצלמה סטריאוסקופית, בסיוע מציאות רבודה (AR), להסרת שיניים עודפות שאינן בוקעות (impacted). טרם הניתוח, משוחים מודלים תלת-ממדיים של השן העודפת והשיניים הסמוכות באמצעות נתוני CBCT וסריקה תוך-פיתית. באמצעות רישום AR ללא סמנים (markerless), המודל הווירטואלי מוטבע על גבי תמונת המצלמה בשידור חי המוצגת בממשק הניווט של ה-AR, ובכך מסופק סימוכין חזותי המסייע למנתח להעריך את מיקומה של השן העודפת שאינה בוקעת. בזרימת עבודה זו, רישום מספק של CBCT וסריקה תוך-פיתית, זיהוי יציב של מערכת השיניים וכיוון מתאים של זווית המצלמה תוך שמירה על מיקום מצלמה עקבי יחסית, הם שלבים קריטיים ליישום מוצלח. שלבים אלו נחוצים כדי להשיג שדה ראייה ניתוחי ברור והטבעת AR יציבה. לכן, נדרשים אימון פרה-קליני הולם ותרגול חוזר כדי להבטיח תכנון דיגיטלי טרום-ניתוחי מהימן ותפעול מיומן של מערכת ה-AR במהלך הניתוח. בהשוואה לשיטות ניווט המסתמכות על סמנים חיצוניים או מדריכים כירורגיים פיזיים, שיטה זו אינה דורשת הצבה של סמנים מלאכותיים נוספים בשדה הניתוח. הדבר מפחית הפרעות ממכשירי רישום נוספים במרחב התוך-פיתי המוגבל ובשדה הניתוח, תוך שמירה על המורפולוגיה הטבעית של מערכת השיניים כבסיס לרישום. במערכת זו, תמונות של שדה הניתוח נקלטות על ידי מצלמה, והטבעת ה-AR מוצגת על גבי מסך. לפיכך, יישום המערכת מושפע מזווית המצלמה, מחשיפת שדה הניתוח ומהסתרות על ידי מכשירים. גישה שפתית (labial approach) באזור הלסת העליונה הקדמית מספקת בדרך כלל זווית ראייה ישירה יותר של המצלמה וחשיפה מספקת של שדה הניתוח. הסתרות של רקמות רכות ומכשירים הן מוגבלות יחסית בגישה זו, מה שמעדיף את השמירה על זיהוי קווי המתאר של מערכת השיניים ואת יציבות ההטבעה בין המודל הווירטואלי למציאות. בהשוואה לניתוח קונבנציונלי, שיטה זו עשויה לסייע למנתח למטב את תכנון חלון העצם ולמקם את הגישה הכירורגית, ובכך להפחית פוטנציאלית את הסיכון לסיבוכים. בהשוואה לטכניקות דיגיטליות אחרות, לשיטה זו תצורת חומרה פשוטה יחסית ויתרונות מסוימים בעלות ובזרימת העבודה.
עם זאת, לפרוטוקול זה עדיין יש מספר מגבלות. במקרה הנוכחי, נעשה שימוש ב-AR כדי לסייע במיקום השן העודפת הכלואה, ומיקום הלוקליזציה המוערך שימש כנקודת ייחוס חזותית כדי לסייע במיקום החתך ובהכנת חלון העצם. המערכת לא סיפקה קו חתך מתוכנן מראש, גבול חלון עצם מוגדר, מסלול כירורגי או מישור חיתוך לשן, מה שהגביל במידה מסוימת את תפקידו של ה-AR בזרימת העבודה זו. במקרים עתידיים, ניתן יהיה לשלב בתכנון הדיגיטלי הפרה-אופרטיבי את עיצוב קו החתך, הגדרת גבול חלון העצם, עיצוב המסלול הכירורגי והגדרה מראש של מישור חיתוך השן, ולהציגם תוך כדי ניתוח באמצעות AR, ובכך להגביר עוד יותר את ערכה של טכניקה זו לתכנון נתיב כירורגי ולהדרכה ניתוחית. תמונת הניווט של ה-AR תלויה ברכישה מבוססת מצלמה של השטח הכירורגי, ובהתאם לכך, בהירות התמונה, תנאי התאורה, זווית המצלמה וחשיפת השטח הכירורגי עשויים להשפיע על זיהוי קווי המתאר של השיניים ועל יציבות הרישום (registration). במהלך הפרוצדורה, המצלמה מוחזקת על ידי עוזר בתנאים סטריליים. לכן, יש לשמור על יציבות יחסית בין המצלמה לשטח הכירורגי כדי למנוע סטייה בהנחה (overlay) שנגרמת מרעידות ידיים או משינויים בזווית הצפייה. בנוסף, שיטת הרישום ללא סמנים (markerless registration) שנעשה בה שימוש בפרוטוקול זה מבוססת על קווי המתאר של השיניים הקדמיות. מכשירים כירורגיים, מכשירי שאיבה או רקמות רכות עלולים לחסום את שדה ראיית המצלמה ולהפריע לניווט. במקרים אלו, נדרש רישום חוזר, מה שעלול להשפיע על זרימת העבודה הכירורגית. יתרה מכך, המנתח צופה בעיקר בהנחת ה-AR על גבי מסך תצוגה. עבור מתחילים, התצוגה הדו-ממדית מבוססת המסך שונה מהראייה הסטריאוסקופית הטבעית של העין האנושית, מה שעלול להקשות על הבנת היחסים המרחביים בין המודל הווירטואלי לשטח הכירורגי האמיתי. כדי לפתור בעיות אלו, ניתן לבצע שיפורים הן באמצעות אימון והן באמצעות אופטימיזציה של המערכת. ראשית, ניתן להשתמש באימון סימולציה סטנדרטי עם מודלים בהדפסת תלת-ממד כדי להכשיר מנתחים ברישום תמונות, בפרשנות של הנחה וירטואלית-ריאלית ובמיקום חלון עצם בסיוע AR, ובכך להפחית שגיאות מיקום הנובעות מחוסר היכרות מספקת עם הטכנולוגיה. שנית, ניתן לבצע אופטימיזציה נוספת לאלגוריתמי המעקב ולתרחישי היישום הקליניים. לדוגמה, ברגע שהושג רישום יציב, ניתן לנעול את היחס המרחבי בין קווי המתאר של השיניים למודל הווירטואלי, ולעדכן את מיקום המודל הווירטואלי בזמן אמת ככל שמאפייני השיניים נחשפים מחדש. ניתן גם לקבע את המצלמה באמצעות תמיכה מכנית או לשלב אותה בתוך תאורת הניתוח כדי להפחית רעידות של מצלמה מוחזקת ביד ואת העומס התפעולי.
השיטה המסייעת ב-AR המבוססת על מצלמה סטריאוסקופית להסרת שיניים עודפות כלואות מספקת סיוע ויזואלי אינטואיטיבי ומפושט לאיתור תוך-ניתוחי. לשיטה זו יש יתרונות מסוימים בתצורת החומרה, בזרימת העבודה ובמימוש קליני פוטנציאלי. עם זאת, הדגמה זו של מקרה בודד מוכיחה רק היתכנות בפרקטיקה קלינית, ויש לגשת ליישומה הקליני בזהירות. נדרשים מחקרים נוספים במדגמים גדולים יותר ובמרכזים מרובים כדי לתקף את דיוק האיתור, היעילות הקלינית והבטיחות שלה. בהתחשב ביתרונות הטכניים של הציוד ובנגישותו, עשויה להיות לשיטה זו פוטנציאל לשימוש עתידי במסגרות בריאות ראשוניות, שבהן הגישה לציוד כירורגי דיגיטלי מתקדם מוגבלת לעיתים קרובות. מחקר זה מדגים באופן ראשוני את ההיתכנות של שימוש בטכניקה זו להסרת שיניים עודפות כלואות ומספק בסיס מתודולוגי לביסוס זרימת עבודה סטנדרטית לעקירה בסיוע AR.