Summary
Les systèmes de navigation dynamique (DNS) fournissent une visualisation et un guidage en temps réel à l’opérateur pendant la préparation des cavités d’accès endodontiques. La planification de la procédure nécessite une imagerie tridimensionnelle utilisant la tomodensitométrie à faisceau conique et les balayages de surface. Après l’exportation des données de planification vers le DNS, les cavités d’accès peuvent être préparées avec une invasion minimale.
Abstract
Dans le cas des dents avec calcification du canal pulpaire (PCC) et pathologie apicale ou pulpite, le traitement de canal peut être très difficile. Les PCC sont des séquelles courantes de traumatismes dentaires, mais peuvent également survenir avec des stimuli tels que la carie, le bruxisme ou après la mise en place d’une restauration. Afin d’accéder au canal radiculaire le moins invasif possible en cas de traitement de canal nécessaire, la navigation dynamique a récemment été introduite en endodontie en plus de la navigation statique. L’utilisation d’un système de navigation dynamique (DNS) nécessite une imagerie préopératoire par tomodensitométrie à faisceau conique (CBCT) et un balayage numérique de surface. Si nécessaire, des marqueurs de référence doivent être placés sur les dents avant la scintigraphie CBCT; Avec certains systèmes, ceux-ci peuvent également être planifiés et créés numériquement par la suite. Grâce à une caméra stéréo connectée au logiciel de planification, l’exercice peut désormais être coordonné à l’aide de marqueurs de référence et de planification virtuelle. En conséquence, la position de la perceuse peut être affichée sur le moniteur en temps réel pendant la préparation dans différents plans. En outre, le déplacement spatial, la déviation angulaire et la position de profondeur sont également affichés séparément. Les quelques DNS disponibles dans le commerce se composent principalement de systèmes de marqueurs de caméra relativement grands. Ici, le DNS contient des composants miniaturisés : une caméra légère (97 g) montée sur le micromoteur de la pièce à main électrique à l’aide d’un mécanisme de connexion spécifique au fabricant et un petit marqueur (10 mm x 15 mm), qui peut être facilement fixé à un plateau intra-oral fabriqué individuellement. À des fins de recherche, une scintigraphie CBCT postopératoire peut être appariée à la scintigraphie préopératoire, et le volume de la structure dentaire enlevée peut être calculé par le logiciel. Ce travail vise à présenter la technique de préparation de cavité d’accès guidé au moyen d’un système de navigation miniaturisé de l’imagerie à la mise en œuvre clinique.
Introduction
Dans le traitement endodontique non chirurgical, la préparation d’une cavité d’accès adéquate est la première étapeinvasive 1. Les dents qui ont subi une calcification du canal pulpaire (PCC) sont difficiles et longues à traiter2, ce qui entraîne des erreurs plus iatrogènes telles que des perforations qui peuvent être cruciales pour le pronostic de la dent3. La PCC est un processus qui peut être observé après un traumatisme dentaire4,5 et en réponse à des stimuli tels que la carie, les procédures de restauration ou la thérapie pulpaire vitale6, conduisant à un déplacement de l’orifice du canal radiculaire vers l’apex. En général, la PCC est un signe de pulpe vitale, et le traitement n’est indiqué que lorsque des signes cliniques et/ou radiographiques d’une pathologie pulpaire ou apicale apparaissent apparaissant. Plus l’orifice de l’espace du canal radiculaire restant est localisé, plus l’orientation spatiale et l’éclairage deviennent difficiles, même pour un spécialiste en endodontie et avec des dispositifs supplémentaires, par exemple des microscopes opératoires.
Outre la navigation statique7, qui est une approche basée sur un modèle qui mène une fraise au point cible, les systèmes de navigation dynamique (DNS) ont été décrits comme étant également adaptés à la préparation des cavités d’accès endodontiques 8,9,10,11,12,13,14,15 . Le DNS consiste en un système caméra-marqueur-ordinateur, dans lequel un instrument rotatif (par exemple, une fraise de diamant) est reconnu et sa position dans la bouche du patient est visualisée en temps réel, fournissant ainsi des conseils à l’opérateur. Les quelques systèmes disponibles dans le commerce sont équipés de systèmes de marqueurs extra-oraux relativement grands et de grandes caméras. Récemment, un système miniaturisé, composé d’une caméra de faible poids (97 g) et d’un petit marqueur intra-oral (10 mm x 15 mm), a été décrit pour la préparation endodontique de la cavité d’accès8. Ce travail vise à présenter la technique de préparation de cavité d’accès guidé au moyen de ce système de navigation dynamique miniaturisé de l’imagerie à la mise en œuvre clinique. À des fins de recherche, une évaluation du traitement (détermination de la perte de substance due à la préparation de la cavité d’accès) est possible après la CBCT postopératoire et est également présentée dans cet article.
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Protocol
L’approbation ou le consentement pour effectuer cette étude n’était pas requis puisque l’utilisation des données des patients n’est pas applicable.
1. Procédure de planification
- Ouvrez le logiciel de planification et assurez-vous que la version la plus récente est installée.
- Cliquez sur EXPERT pour passer du mode Travail de EASY à EXPERT .
- Cliquez sur NOUVEAU dans la barre latérale droite pour commencer une nouvelle planification de cas.
- Choisissez la source de l’image en sélectionnant le dossier contenant les données DICOM CBCT préopératoires.
REMARQUE: L’ajustement du seuil des unités Hounsfield (HU) peut être nécessaire en fonction de la qualité d’image affichée dans la fenêtre en bas à gauche). - Sélectionnez Créer un jeu de données pour poursuivre la planification.
- Choisissez le type de planification (Maxilla ou Mandibula).
- Sélectionnez Modifier les segmentations pour commencer la segmentation de l’arcade dentaire.
- Passez en vue axiale dans la barre latérale gauche.
- Sélectionnez Mesure de la densité pour effectuer cette mesure pour la structure supérieure de la dent radio-opaque et les états moins radio-opaques environnants (par exemple, l’air). Faites la moyenne des valeurs (Figure 1).
Remarque : La valeur moyenne est calculée manuellement ; Le logiciel n’offre pas de fonction à cet effet. - Revenez à Reconstruction 3D dans la barre latérale gauche.
- Ajustez le seuil inférieur à la valeur moyenne calculée (Figure 2A).
- Segmentez à l’aide de l’outil Flood Fill. Donnez un nom à la segmentation (Figure 2B).
REMARQUE : Lorsque l’outil Flood Fill est sélectionné et actif, la segmentation est possible avec un clic gauche sur la zone souhaitée dans la vue Reconstruction 3D. - Terminez la segmentation de l’arcade dentaire en sélectionnant Fermer le module.
- Cliquez avec le bouton gauche sur Object > Add > Model Scan.
- Sélectionnez Charger l’analyse du modèle.
REMARQUE: Un balayage numérique de surface à l’aide d’un scanner intra-oral approprié doit être créé à l’avance et l’ensemble de données doit être disponible sur le PC sous forme de fichier stl. - Sélectionnez Aligner sur un autre objet.
- Sélectionnez la segmentation créée à l’étape 1.13 (Figure 2C).
- Sélectionnez trois points de correspondance différents dans l’enregistrement de l’objet d’enregistrement et le scan du modèle respectivement ou l’enregistrement de point de repère en cliquant avec le bouton gauche de la souris sur la zone souhaitée.
REMARQUE: Essayez de distribuer spatialement les points pour améliorer la correspondance semi-automatique des données. Le choix de régions anatomiquement proéminentes (extrémités des cuspides, crêtes marginales) comme points de repère facilitera également le processus d’enregistrement semi-automatique). - Vérifiez l’enregistrement dans tous les avions en faisant défiler manuellement les avions et terminez l’enregistrement.
REMARQUE : Des corrections manuelles peuvent être nécessaires si des écarts entre le CBCT et le balayage de surface sont évidents (Figure 3). - Planifiez la cavité d’accès en ajoutant un implant.
REMARQUE: La fraise endodontique utilisée doit être ajoutée à la base de données implantaire au préalable via Extras > Implant Designer > Implant > Import Database. La fraise peut être importée en tant que fichier .cdxBackup comme décrit dans les instructions du fabricant du logiciel. - Placez la fraise à la position ciblée et archivez tous les plans en cliquant avec le bouton gauche de la souris et en vous déplaçant (le logiciel fournit différents plans et vues pour un positionnement adéquat) (Figure 4A).
REMARQUE: L’axe long de la fraise doit être centré dans l’espace visualisé du canal radiculaire. Une fraise cylindrique en diamant d’un diamètre de 1,0 mm peut être utilisée pour la plupart des préparations de cavité d’accès. Cependant, dans les dents à racines étroites, un diamètre plus petit doit être envisagé pour fournir un accès peu invasif à l’orifice du canal radiculaire. - Sélectionnez Objet > Ajouter > modèle 3D pour ajouter le fichier STL du bac marqueur.
- Placez le plateau près de la préparation prévue de la cavité d’accès, assurez-vous qu’il n’y aura pas d’interférence pendant la procédure proprement dite (Figure 4B).
- Ajoutez un guide chirurgical et concevez le plateau de marquage conformément au guide d’instructions du fabricant DNS.
- Exportez le bac de marquage en tant que fichier STL et fabriquez-le avec une imprimante 3D (Figure 4C).
- Exportez l’ensemble de la planification en sélectionnant Objet > Planification virtuelle Exporter > Générique Objet de planification Format conteneur conformément au guide d’instructions du fabricant DNS.
2. Préparation de la cavité d’accès
- Importez les données de planification dans le DNS via l’USB.
- Sélectionnez le cas traité.
- Insérez le marqueur dans le bac à marqueurs imprimé en 3D.
- Vérifiez l’ajustement du marqueur dans le bac de marqueur.
- Vérifiez l’ajustement du bac marqueur sur l’arcade dentaire (Figure 4D).
- Insérez la fraise dans la pièce à main qui a été utilisée pour la planification.
- Enregistrez la fraise dans l’outil d’enregistrement de la fraise conformément aux instructions du fabricant DNS (Figure 5A).
- Vérifiez l’enregistrement correct en déplaçant la fraise à un endroit bien en vue (p. ex., bord incisif); le DNS doit montrer la pointe de l’instrument exactement à la même position (Figure 5B).
REMARQUE: Si une position de fraise incorrecte est affichée, vérifiez le bon ajustement du plateau sur la dentition et le bon ajustement du marqueur dans le bac. Si nécessaire, répétez l’enregistrement de la fraise. Si une position incorrecte est toujours affichée, il se peut qu’une distorsion du matériau se soit produite dans le processus de fabrication du plateau et que la préparation de la cavité d’accès ne soit pas effectuée. - Déplacez la fraise vers la dent qui sera traitée.
REMARQUE: Le DNS passera automatiquement à une vue différente, fournissant des informations en temps réel sur la déviation spatiale et angulaire; une orientation en profondeur est également prévue sur le côté droit (figure 5C). - Effectuez la préparation de la cavité d’accès avec les instructions DNS.
REMARQUE: La préparation doit être effectuée par intermittence. Les débris doivent être retirés de la fraise et de la cavité d’accès pour éviter le développement de chaleur pendant la préparation.
3. Évaluation du traitement
- Générez une imagerie CBCT postopératoire avec les mêmes réglages de machine CBCT qu’avant l’opération.
- Ouvrir la planification préopératoire dans le logiciel.
- Sélectionnez Modifier les segmentations.
- Ajustez le seuil inférieur à la valeur moyenne calculée (voir étape 1.11).
- Segmentez la dent traitée à l’aide de l’outil Flood Fill et donnez un nom à la segmentation.
REMARQUE: Si la dent a un contact proximal, il peut être nécessaire de tracer des limites de segmentation manuelles, Figure 6. - Terminez la segmentation en sélectionnant l’option Fermer le module .
- Cliquez avec le bouton droit de la souris sur la colonne de vue d’ensemble à gauche sur la dent segmentée et sélectionnez Convertir en modèle 3D.
REMARQUE: La segmentation apparaîtra sous la forme d’un modèle 3D dans la vue d’ensemble. - Cliquez avec le bouton droit sur le modèle 3D de la dent préopératoire segmentée, puis cliquez sur Visualisation > Propriétés. Le volume de la dent sera affiché en mm³.
- Ouvrez un nouveau dossier.
- Importez les données d’image DICOM de la scintigraphie CBCT postopératoire (les paramètres de l’imagerie CBCT doivent être les mêmes que ceux préopératoires).
- Sélectionnez Modifier les segmentations.
- Ajustez le seuil inférieur à la même valeur que celle calculée pour les données préopératoires.
- Segmentez la dent traitée à l’aide de l’outil Flood Fill et donnez un nom à la segmentation.
REMARQUE: Si la dent a un contact proximal, il peut être nécessaire de tracer des limites de segmentation manuelles. - Terminez la segmentation en sélectionnant l’option Fermer le module .
- Faites un clic droit sur la dent segmentée, convertissez-la en modèle 3D.
REMARQUE: La segmentation apparaîtra sous la forme d’un modèle 3D dans la vue d’ensemble. - Cliquez avec le bouton droit sur le modèle 3D de la dent préopératoire segmentée, puis cliquez sur Visualisation > Propriétés. Le volume de la dent sera affiché en mm3.
REMARQUE: La différence entre le volume pré- et post-opératoire est le volume de perte de substance pendant la préparation de la cavité d’accès. - Ouvrez la planification préopératoire.
- Importez un scan de modèle > une segmentation d’importation et choisissez la segmentation dentaire postopératoire.
- S’aligner sur la segmentation dentaire préopératoire à l’aide de l’enregistrement de repère (voir étape 1.18).
REMARQUE: La procédure d’appariement des données pré et postopératoires est bénéfique pour la visualisation mais n’est pas obligatoire pour les mesures volumétriques.
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Representative Results
La figure 7A montre la vue occlusale d’une cavité d’accès endodontique préparée dans une incisive centrale modèle à l’aide du DNS. La figure 7B montre le balayage CBCT associé en vue sagittale. La segmentation postopératoire est ensuite appariée aux données CBCT préopératoires (Figure 7C). Les modèles 3D pré- et postopératoires sont appariés (Figure 7D) et le volume pré- (412,12 mm 3) et post-opératoire (405,09mm 3) peut être calculé automatiquement par le logiciel de planification et affiché en mm3 (Figure 8). Par conséquent, le volume de perte de substance s’élève à 7,03 mm3. La valeur absolue de la perte de substance pour elle-même n’est pas d’une importance majeure. Les valeurs de perte de substances pour différentes approches (p. ex. préparation conventionnelle de cavité d’accès par rapport au DNS ou comparaison de différents DNS) devraient être comparées, et des différences significatives dans le volume de perte de substances indiquent quelle technique offre l’approche la moins invasive.
Figure 1 : Mesurer la densité des dents et de l’air ambiant. Faire la moyenne des valeurs mesurées. (Flèche : outil de mesure de la densité). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Reconstruction 3D et segmentation. (A) Reconstruction 3D des données CBCT préopératoires. Le seuil inférieur est ajusté à la valeur calculée. (B) La segmentation a été effectuée avec l’outil de remplissage des inondations. La segmentation a été nommée « dents » (couleur blanche). (C) Choisissez votre segmentation comme objet d’enregistrement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Correspondance entre les données CBCT et les données de balayage de surface. Vérifiez tous les plans pour l’alignement correct et terminez l’enregistrement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Planification de la cavité d’accès et fabrication des plateaux. (A) La fraise est virtuellement placée à l’orifice du canal radiculaire, offrant un accès en ligne droite. (B) Le bac marqueur est placé sur l’arcade dentaire. (C) Le plateau de marqueur a été conçu pour s’adapter à la surface des dents. Il est maintenant prêt à être exporté et imprimé en 3D. (D) Le marqueur a été placé dans le bac de marquage imprimé en 3D. Maintenant, le plateau marqueur est placé sur l’arcade dentaire et son ajustement est vérifié. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Enregistrement des fraises et visualisation en temps réel par le DNS. (A) L’enregistrement des fraises est effectué à l’aide de l’outil associé. (B) L’enregistrement correct est vérifié avant le début du traitement. La fraise est placée sur un repère anatomique proéminent (ici bord incisif). La position affichée par le DNS doit être exactement la même. (C) Afficher la vue du DNS pendant la préparation de la cavité d’accès. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Segmentation d’une seule dent pour la détermination du volume. (A) La reconstruction 3D des données CBCT montre que les dents sont connectées grâce à des contacts proximaux. Deux limites de segmentation manuelle sont tracées pour fournir une segmentation dent unique. Ici: vue frontale. (B) Vue latérale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 7 : Appariement des données postopératoires et préopératoires. (A) Vue occlusale d’une cavité d’accès endodontique réalisée à l’aide d’un DNS. (B) Données postopératoires CBCT en vue sagittale. Notez l’accès en ligne droite à l’espace du canal radiculaire. (C) La segmentation postopératoire de la dent (couleur rouge) est appariée avec les données CBCT préopératoires (couleur bleue). (D) Les modèles 3D générés à partir des données de segmentation sont appariés et montrent une bonne concordance. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 8 : Calcul du volume. (A) Pour le modèle 3D préopératoire de la dent, le logiciel de planification est capable de calculer le volume en mm3. (B) Détermination du volume pour le modèle 3D de la dent après préparation de la cavité d’accès. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
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Discussion
Plusieurs études et rapports de cas ont démontré la faisabilité de la préparation de cavités d’accès guidé en endodontie7. La navigation utilisant des gabarits et des manchons pour le guidage des fraises (navigation statique) a été décrite comme une méthode précise et sûre pour accéder aux canaux radiculaires calcifiés. En outre, la méthode s’est avérée indépendante du degré d’expérience clinique de l’opérateur16, offrant la possibilité de traiter les dents avec une PCC avancée sans risque de perte importante de la structure dentaire ou d’erreurs iatrogènes telles que des perforations.
Lorsque le traitement de canal des dents postérieures avec PCC avancé est indiqué, la navigation statique à l’aide de gabarits et de fraises peut devenir difficile en raison de l’espace interocclusal réduit, en particulier chez les patients présentant une ouverture de bouche réduite7. Une enquête récente a révélé que les écarts entre les cavités d’accès planifiées et effectuées étaient significativement plus élevés dans les molaires que dans les prémolaires ou les dents antérieures17, ce qui était présumé être attribué à des interférences de la tête de la pièce à main et des dents opposées. Une approche basée sur des modèles sans manches a été décrite dans un rapport de cas récent comme une alternative au système contenant des manchons principalement utilisé et a donné des résultats satisfaisants18.
Le DNS fournit des informations en temps réel sur la déviation spatiale et angulaire entre la position prévue et la position réelle de la fraise utilisée pour la préparation de la cavité d’accès et il n’y a donc pas besoin d’un modèle et de sa praticabilité potentiellement réduite dans des situations où l’espace interocclusal est réduit. Par conséquent, le DNS offre une flexibilité interopérante puisque la direction de la préparation de la cavité d’accès peut être ajustée, ce qui n’est pas le cas lorsqu’une approche de navigation statique (basée sur un modèle) est utilisée.
En règle générale, l’utilisation de l’endodontie guidée devrait être limitée aux dents à calcification avancée, dans lesquelles une préparation conventionnelle de la cavité d’accès comporte un risque d’erreurs iatrogène, y compris la perforation des racines et donc la préservation menaçante des dents, car l’utilisation de rayonnements ionisants (CBCT) est nécessaire pour la planification 3D. L’utilisation de CBCT en endodontie devrait suivre les recommandations scientifiques actuelles19. Lors de la génération des données d’imagerie CBCT, une configuration avec un champ de vision limité (FOV) réduira la dose de rayonnement. La visualisation de canaux radiculaires hautement calcifiés peut être rendue possible par une taille de voxel réduite, ce qui permet une planification 3D virtuelle précise.
En outre, les coûts pour effectuer une préparation de cavité d’accès guidé sont plus élevés par rapport à la technique conventionnelle. Jusqu’à présent, seuls quelques DNS sont disponibles sur le marché, ce qui entraîne des frais d’acquisition élevés. Néanmoins, la navigation guidée statique implique également des coûts supplémentaires (processus de fabrication du gabarit, manchons, fraises).
Les résultats présentés dans la littérature pour la précision du DNS dans le traitement endodontique non chirurgical sont très prometteurs. Cependant, les quelques systèmes disponibles sont constitués de marqueurs volumineux et extra-oraux, ce qui peut réduire le confort du patient et de l’opérateur pendant la procédure. Ici, le DNS utilisé utilise des composants miniaturisés pour éviter ces inconvénients. Plusieurs études en implantologie orale20,21,22,23 et une enquête pour la préparation de la cavité d’accès endodontique8 ont démontré la faisabilité de ce certain DNS et qu’il pourrait devenir une alternative potentielle à la navigation statique basée sur des modèles.
Les sources d’inexactitudes lors de l’utilisation d’un DNS peuvent potentiellement provenir d’erreurs de planification. Par exemple, les balayages de surface de l’arche complète sont toujours difficiles24,25 pour les scanners intra-oraux et, par conséquent, des écarts locaux dans le balayage de surface peuvent se produire et nuire à la précision de l’appariement avec les données CBCT.
Pour la navigation dynamique également, la qualité et l’ajustement du bac de marquage sont essentiels. Selon le procédé de fabrication, la distorsion du matériau26 peut entraîner des écarts entre la position réelle et la position affichée de la fraise. Géométriquement, la déviation augmente en cas de distorsion lorsque l’angle entre la caméra et le marqueur est plutôt obtus. Par conséquent, dans le processus de planification de ce DNS spécifique, il faut envisager de placer le plateau de marquage dans une position qui offre un angle plutôt droit entre la caméra et la surface du marqueur. Néanmoins, dans une étude in vitro , aucune différence significative n’a été observée entre les différents types de positionnement des marqueurs (conlatéraux/ipsilatéraux)23.
Lors de la réalisation de mesures volumétriques des conditions pré et postopératoires pour déterminer la perte de structure dentaire, il est crucial d’utiliser les mêmes paramètres CBCT et de définir les mêmes seuils HU27. Lorsqu’un dessin manuel des limites de segmentation est nécessaire (dans les cas avec des contacts proximaux) pour effectuer une segmentation dent unique, des inexactitudes peuvent se produire car les limites sont dessinées subjectivement. Des opérations de segmentation plus complexes ont été décrites dans la littérature pour automatiser les processus de segmentation des dents qui ont des contacts proximaux28,29. Néanmoins, les inexactitudes dues aux limites de segmentation manuelle dans les cas de contacts proximaux sont négligeables par rapport au volume de perte de substance.
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Disclosures
Tous les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêts.
Acknowledgments
Aucun.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Accuitomo 170 | Morita Manufacturing | NA | CBCT machine |
| coDiagnostiX | Dental Wings Inc | Version 10.4 | Planning software, which is mainly intended for implant surgery. Endodontic access cavities can be planned by adding the utlized bur to the implant database |
| DENACAM | mininavident | NA | Dynamic Nagivation System, consisting of (1) camera, which is mounted to an electric handpiece, (2) marker, (3)computer and screen, (4) associated software |
| TRIOS 3 | 3Shape A/S | NA | Surface scanner |
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