Navigazione dinamica per il posizionamento di impianti dentali
13 settembre 2022
La chirurgia implantare dinamica assistita da computer (DCAIS) è un metodo di posizionamento chirurgico con impianto controllato eseguito senza una dima chirurgica utilizzando il controllo ottico. Il controllo intraoperatorio in tempo reale del movimento e della posizione del dispositivo chirurgico semplifica la procedura e offre maggiore libertà al chirurgo, fornendo una precisione simile ai metodi di navigazione statica.
I sistemi implantari computerizzati digitali consentono il controllo oggettivo dello strumento in tempo reale all'interno di un framework simile al GPS. La posizione dello strumento durante l'intervento chirurgico può essere monitorata in diretta su un'immagine tridimensionale su un monitor. Questa tecnica è precisa, minimamente invasiva, non necessita di un modello di guida chirurgica e facile da usare in una piccola bocca.
La pianificazione e l'intervento chirurgico possono essere eseguiti lo stesso giorno e la modifica è possibile durante l'intervento chirurgico. Si consiglia di praticare il metodo su un'immagine dentale prima di utilizzarlo in una situazione dal vivo. La procedura sarà dimostrata da Tamas Huszar, un assistente professore del nostro dipartimento.
Iniziare attaccando una clip di fissaggio del pacchetto radio ai denti della mandibola nel sito di trattamento con l'aiuto di un materiale termoplastico. Fare una tomografia computerizzata a fascio conico o un esame CBCT del paziente con una clip etichettata in bocca. Pianificare la posizione dell'impianto in base all'architettura protesica con il software appropriato.
Registrare la cuffia calibrando il mandrino del manipolo e il disco di segnalazione rotante, inserito nel manipolo. Quindi assemblare il braccio tra il tracker paziente e la clip etichettata e calibrarlo. Per controllare la calibrazione del dispositivo, fissare la clip etichettata che tiene il marcatore ottico o il tracker sui denti su cui si verificherà il posizionamento dell'impianto.
Assicurarsi di inserire la clip nella stessa posizione registrata sulla CBCT preoperatoria. Quindi toccare le sfere metalliche della clip con il perno della sonda per calibrare la clip etichettata. Per eseguire il posizionamento dell'impianto navigato e l'anestesia locale, misurare la lunghezza del trapano e verificare l'accuratezza visiva in tempo reale.
Determinare il punto di ingresso della perforazione ed esplorare il sito operativo senza il lembo. Quindi, perforare l'osso con il controllo di navigazione dinamico. Dopo aver misurato la lunghezza dell'impianto, posizionare l'impianto con il manipolo indossando il tracker controllato dal sistema di navigazione dinamica.
Chiudere la ferita con sutura monofilamento 5/0 in polipropilene non assorbibile o fissare il lavoro protesico prefabbricato. Quindi acquisire un'immagine radiologica di controllo. Eseguire la CBCT sul paziente senza una clip in bocca.
Utilizzare un software appropriato per pianificare la posizione dell'impianto in base all'architettura protesica e calibrare il dispositivo come descritto in precedenza. Per calibrare il sistema senza una clip etichettata, trasferire il piano di posizionamento chirurgico dell'impianto nel software del sistema di navigazione. Quindi selezionare l'area di lavoro sull'immagine CT tridimensionale del software di navigazione.
Fissare il tracker sui denti con una clip non etichettata o, nel caso di una mascella edentula, fissare uno speciale braccio di tenuta tracker. Quindi selezionare un minimo di tre punti anatomici tipici su un'immagine CT 3D del sistema di navigazione. Identificare i punti anatomici selezionati nella bocca toccandoli con uno strumento sonda.
Eseguire la procedura di raffinazione su tre o quattro aree disegnando sulla superficie della struttura anatomica con una sonda. In anestesia locale, posizionare l'impianto con navigazione e misurare la lunghezza del trapano. Controllare la precisione visiva in tempo reale del dente o sulla superficie dell'osso prima di determinare il punto di perforazione ed esplorare il sito dell'operazione senza il lembo.
Perfora l'osso con il controllo dinamico della navigazione. Misurare la lunghezza dell'impianto prima di posizionare l'impianto con il manipolo indossando il tracker a navigazione dinamica controllata. Chiudere la ferita con una sutura in polipropilene monofilamento 5/0 non assorbibile, oppure fissare il lavoro protesico prefabbricato.
Quindi, avviare il controllo dell'imaging radiologico. I dati del primo studio hanno mostrato che non vi era alcuna correlazione significativa tra la piattaforma e la deviazione angolare nelle direzioni buccolinguale e mesiodistale. Quando è stata confrontata la posizione pianificata e quella finale degli impianti, il metodo di calibrazione della clip si è dimostrato più accurato rispetto al metodo di calibrazione del tracciante senza differenze significative.
È fondamentale verificare la continuità della taratura e il tracciamento della procedura. Il sistema segnalerà qualsiasi malfunzionamento. La procedura consente una serie di trattamenti dentali tracciati, come l'amputazione dell'apice della radice, la chirurgia ortognatica, le procedure endodontiche o la rimozione complicata del dente del giudizio.
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Panoramica
La chirurgia implantare computer-assistita dinamica (DCAIS) è un metodo per il posizionamento degli impianti che utilizza un controllo ottico senza l'ausilio di un template chirurgico. Questa tecnica consente un monitoraggio in tempo reale della posizione dello strumento chirurgico, aumentando la precisione e la flessibilità per il chirurgo.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neurochirurgia
- Implantologia
- Chirurgia assistita da computer
Sfondo
- DCAIS fornisce un sistema di riferimento simile al GPS per le procedure chirurgiche.
- Permette il monitoraggio in tempo reale della posizione dello strumento su un'immagine tridimensionale.
- Il metodo è poco invasivo e non richiede un modello guida chirurgico.
- È particolarmente utile in spazi ristretti, come piccole cavità orali.
Scopo dello studio
- Dimostrare l'efficacia del DCAIS in applicazioni chirurgiche in tempo reale.
- Evidenziare i vantaggi di eseguire la pianificazione e l'intervento chirurgico nello stesso giorno.
- Sottolineare la possibilità di modificare la procedura durante l'intervento chirurgico.
Metodi Utilizzati
- Controllo strumentale oggettivato in tempo reale.
- Monitoraggio in diretta su un display tridimensionale.
- Esercitazione su immagini dentali prima dell'applicazione su paziente.
- Dimostrazione da parte di un assistente professore esperto.
Risultati principali
- DCAIS semplifica il processo chirurgico e aumenta la libertà del chirurgo.
- Permette di raggiungere una precisione paragonabile a quella dei metodi di navigazione statica.
- È possibile effettuare aggiustamenti in tempo reale durante l'intervento.
- La tecnica è facile da usare ed efficace negli spazi anatomici ristretti.
Conclusioni
- DCAIS rappresenta un notevole progresso nella chirurgia implantare.
- La flessibilità e la precisione del metodo possono migliorare i risultati chirurgici.
- È consigliato un ulteriore addestramento su immagini dentali per un utilizzo ottimale.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
I sistemi di navigazione dinamici in implantologia dentale consentono il tracciamento in tempo reale dello strumento senza l'uso di guide chirurgiche, migliorando la precisione in spazi anatomici ristretti. Questo approccio supporta una pianificazione iterativa e aggiustamenti intraoperatori, riducendo la dipendenza da modelli prefabbricati e permettendo l'integrazione in un flusso di lavoro eseguibile nella stessa giornata. Il metodo aumenta la flessibilità e l'accuratezza procedurale, elementi fondamentali per la prevedibilità traslazionale nello sviluppo della chirurgia guidata.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente la verifica di ipotesi sull'accuratezza del posizionamento dell'impianto mediante analisi quantitativa delle deviazioni in termini di angolazione e spostamento della piattaforma.
- Valore operativo: Permette il confronto tra metodi di calibrazione utilizzando parametri derivati dalla CBCT per valutare l'affidabilità del tracciamento in condizioni variabili di marcatura.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera set di dati standardizzati di imaging postoperatorio per valutare l'accuratezza spaziale in diversi posizionamenti di impianti.
- Valore operativo: Facilita i test di riproducibilità confrontando le posizioni pianificate e quelle effettive degli impianti mediante metriche di deviazione e analisi statistica (media, DS, SEM).
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Stabilisce un sistema rilevante per la patologia per la valutazione del supporto alla navigazione in interventi chirurgici orali, inclusi interventi endodontici e ortognatici.
- Valore operativo: Dimostra una continuità dal piano preoperatorio alla validazione postoperatoria, sostenendo l'implementazione di tecniche abilitate alla navigazione con adeguamento del rischio.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
La navigazione dinamica si inserisce nel percorso dallo sviluppo alla traduzione clinica, consentendo cicli iterativi di progettazione, calibrazione e validazione di strumenti chirurgici guidati, con applicabilità diretta al perfezionamento dei modelli preclinici e alla correlazione tra esiti e biomarcatori.
- Biologia della scoperta: Supporta la riduzione del rischio meccanicistico quantificando l'accuratezza della navigazione attraverso metriche di deviazione angolare e lineare nel posizionamento degli impianti.
- Screening: Permette test di riproducibilità di tipo saggio mediante ripetuti posizionamenti di impianti con analisi delle deviazioni in condizioni calibrate e non calibrate.
- Analisi: Fornisce output quantitativi (deviazione del piattoforma in mm, angolazione in gradi) che consentono il confronto statistico tra metodi di calibrazione e la coerenza delle procedure.
- Ricerca traslazionale: Si integra con i flussi di lavoro di pianificazione preoperatoria e validazione postoperatoria, sostenendo la continuità traslazionale nello sviluppo di interventi guidati da immagini.
- Riutilizzo aziendale: Posiziona il sistema di navigazione come piattaforma riutilizzabile, adattabile a diverse procedure odontoiatriche e maxillofacciali oltre al posizionamento singolo dell'impianto.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nell'interazione strumento-tessuto fornendo un feedback spaziale oggettivato in tempo reale durante l'osteotomia e il posizionamento dell'impianto.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione e la scalabilità attraverso flussi di lavoro di calibrazione basati su clip o su tracker, eliminando la necessità di guide chirurgiche fisiche.
- Valore strategico: Aumenta la sicurezza nelle decisioni di adozione o meno di un sistema di navigazione, dimostrando una parità di accuratezza tra metodi di calibrazione con etichetta e senza etichetta.
- Impatto sul portafoglio: Consente una priorizzazione adeguata ai rischi degli strumenti di chirurgia assistita da computer, basata su metriche di precisione validate e sull'adattabilità procedurale.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nei sistemi di tracciamento ottico, nella registrazione delle immagini CBCT e nella calibrazione del software di navigazione.
- È dipendente da strumentazione specifica, inclusi marcatori ottici, manipoli dotati di sensori di tracciamento e display per la visualizzazione 3D.
- Necessita di una standardizzazione tra i diversi team, tra radiologia, pianificazione chirurgica ed equipe operatoria, per garantire una mappatura delle coordinate coerente.
- Comporta considerazioni di adattamento relative all'uso di tracker anatomici in pazienti edentuli rispetto a dentati e alla variabilità della morfologia mascellare.
- È limitato dalla necessità di immagini preoperatorie e dal tracciamento ottico a linea di vista, che può risultare ostacolato in campi chirurgici complessi.
Domande frequenti sul biopharma
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:59
The Traditional Workflow of Dynamic Navigation Systems
2:43
Dynamic Navigation Systems Using the Tracer Calibration Method (Not Labeled Method)
4:35
Results: Impact of Different Calibration Methods on the Accuracy of Dynamic Computer-Aided Implant Surgery (DCAIS)
5:02
Conclusion
