Methodenartikel

Dynamische navigatie in endodontie: begeleide voorbereiding van de toegangsholte door middel van een geminiaturiseerd navigatiesysteem

DOI:

10.3791/63687

5 mei 2022

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dynamische navigatiesystemen (DNS) bieden real-time visualisatie en begeleiding aan de operator tijdens de voorbereiding van endodontische toegangsholtes. De planning van de procedure vereist driedimensionale beeldvorming met behulp van cone beam computertomografie en oppervlaktescans. Na het exporteren van de planningsgegevens naar het DNS kunnen toegangsholtes worden voorbereid met minimale invasie.

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In het geval van tanden met pulpkanaalverkalking (PCC) en apicale pathologie of pulpitis, kan wortelkanaalbehandeling zeer uitdagend zijn. PCC zijn veel voorkomende gevolgen van tandheelkundig trauma, maar kunnen ook optreden met stimuli zoals cariës, bruxisme of na het plaatsen van een restauratie. Om bij een noodzakelijke wortelkanaalbehandeling zo minimaal invasief mogelijk toegang te krijgen tot het wortelkanaalkanaal, is onlangs naast statische navigatie ook dynamische navigatie geïntroduceerd in de endodontie. Het gebruik van een dynamisch navigatiesysteem (DNS) vereist pre-operatieve cone-beam computertomografie (CBCT) beeldvorming en een digitale oppervlaktescan. Indien nodig moeten vóór de CBCT-scan referentiemarkers op de tanden worden aangebracht; bij sommige systemen kunnen deze achteraf ook digitaal worden gepland en gemaakt. Door middel van een stereocamera die is aangesloten op de planningssoftware, kan de boor nu worden gecoördineerd met behulp van referentiemarkeringen en virtuele planning. Hierdoor kan de positie van de boor tijdens de voorbereiding in verschillende vlakken in real-time op de monitor worden weergegeven. Daarnaast worden ook de ruimtelijke verplaatsing, de hoekafwijking en de dieptepositie apart weergegeven. De weinige commercieel verkrijgbare DNS bestaan veelal uit relatief grote camera-marker-systemen. Hier bevat de DNS geminiaturiseerde componenten: een lichtgewicht camera (97 g) gemonteerd op de micromotor van het elektrische handstuk met behulp van een fabrikantspecifiek verbindingsmechanisme en een kleine marker (10 mm x 15 mm), die eenvoudig kan worden bevestigd aan een individueel vervaardigde intraorale lade. Voor onderzoeksdoeleinden kan een postoperatieve CBCT-scan worden vergeleken met de preoperatieve scan en kan het volume van de verwijderde tandstructuur door de software worden berekend. Dit werk heeft tot doel de techniek van geleide voorbereiding van de toegangsholte te presenteren door middel van een geminiaturiseerd navigatiesysteem van beeldvorming tot klinische implementatie.

Inleiding

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bij niet-chirurgische endodontische behandeling is de voorbereiding van een adequate toegangsholte de eerste invasieve stap1. Tanden die pulpkanaalverkalking (PCC) hebben ondergaan, zijn moeilijk en tijdrovend om te behandelen2, wat leidt tot meer iatrogene fouten zoals perforaties die cruciaal kunnen zijn voor de prognose van de tand3. PCC is een proces dat kan worden waargenomen na tandheelkundig trauma 4,5 en als reactie op stimuli zoals cariës, herstellende procedures of vitale pulptherapie6, wat leidt tot een verplaatsing van de wortelkanaalopening naar de top. Over het algemeen is PCC een teken van vitale pulp en is behandeling alleen geïndiceerd wanneer klinische en / of radiografische tekenen van een pulpale of apicale pathologie duidelijk worden. Hoe apischer de opening van de resterende wortelkanaalruimte zich bevindt, ruimtelijke oriëntatie en verlichting worden moeilijker, zelfs voor een specialist in endodontie en met extra apparaten, bijvoorbeeld het bedienen van microscopen.

Naast statische navigatie7, een op sjablonen gebaseerde benadering die een bur naar het doelpunt leidt, werden dynamische navigatiesystemen (DNS) beschreven als ook geschikt voor de voorbereiding van endodontische toegangsholtes 8,9,10,11,12,13,14,15 . DNS bestaat uit een camera-marker-computersysteem, waarin een roterend instrument (bijv. Diamond Bur) wordt herkend en de positie in de mond van de patiënt in realtime wordt gevisualiseerd, waardoor de operator wordt begeleid. De weinige in de handel verkrijgbare systemen zijn uitgerust met relatief grote extraorale markersystemen en grote camera-apparaten. Onlangs werd een geminiaturiseerd systeem, bestaande uit een camera met een laag gewicht (97 g) en een kleine intraorale marker (10 mm x 15 mm), beschreven voor endodontische toegangsholtevoorbereiding8. Dit werk heeft tot doel de techniek van geleide voorbereiding van de toegangsholte te presenteren door middel van dit geminiaturiseerde dynamische navigatiesysteem van beeldvorming tot klinische implementatie. Voor onderzoeksdoeleinden is een behandelingsevaluatie (bepaling van stofverlies als gevolg van toegangsholtevoorbereiding) mogelijk na postoperatieve CBCT en wordt ook in dit artikel gepresenteerd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Goedkeuring of toestemming om dit onderzoek uit te voeren was niet vereist omdat het gebruik van patiëntgegevens niet van toepassing is.

1. Planningsprocedure

  1. Open de planningssoftware en zorg ervoor dat de nieuwste versie is geïnstalleerd.
  2. Klik op EXPERT om de werkmodus van EASY naar EXPERT te schakelen.
  3. Klik op NIEUW in de rechterzijbalk om een nieuwe caseplanning te starten.
  4. Kies de afbeeldingsbron door de map met de pre-operatieve DICOM CBCT-gegevens te selecteren.
    OPMERKING: Aanpassing van de Hounsfield Units (HU)-drempel kan nodig zijn, afhankelijk van de beeldkwaliteit die wordt weergegeven in het venster linksonder).
  5. Selecteer Dataset maken om door te gaan met de planning.
  6. Kies het type planning (Maxilla of Mandibula).
  7. Selecteer Segmentaties bewerken om de segmentatie van de tandboog te starten.
  8. Schakel over naar de axiale weergave in de linkerzijbalk.
  9. Selecteer Dichtheidsmeting om deze meting uit te voeren voor de hogere radiopaque tandstructuur en de omringende minder radiopaque toestanden (bijv. Lucht). Gemiddelde van de waarden (figuur 1).
    OPMERKING: De gemiddelde waarde wordt handmatig berekend; de software biedt hiervoor geen functie.
  10. Ga terug naar 3D-reconstructie in de linkerzijbalk.
  11. Pas de onderste drempel aan op de berekende gemiddelde waarde (figuur 2A).
  12. Segmenteer met het gereedschap Flood Fill . Geef een naam aan de segmentatie (figuur 2B).
    OPMERKING: Wanneer het gereedschap Overstromingsvulling is geselecteerd en actief is, is segmentatie mogelijk met een klik met de linkermuisknop op het gewenste gebied in de 3D-reconstructieweergave.
  13. Segmentatie van de tandboog voltooien door Module sluiten te selecteren.
  14. Klik met de linkermuisknop op Object > > Modelscan toevoegen.
  15. Selecteer Modelscan laden.
    OPMERKING: Een digitale oppervlaktescan met behulp van een geschikte intraorale scanner moet van tevoren worden gemaakt en de gegevensset moet beschikbaar zijn op de pc als een stl-bestand.
  16. Selecteer Uitlijnen op ander object.
  17. Selecteer de segmentatie die is gemaakt in stap 1.13 (figuur 2C).
  18. Selecteer drie verschillende overeenkomende punten in respectievelijk het registratieobject en de modelscan of de oriëntatiepuntregistratie door met de linkermuisknop op het gewenste gebied te klikken.
    OPMERKING: Probeer de punten ruimtelijk te verdelen om de semi-automatische matching van de gegevens te verbeteren. Het kiezen van anatomisch prominente gebieden (cusp tips, marginale ruggen) als oriëntatiepunten zal ook het semi-automatische registratieproces vergemakkelijken).
  19. Controleer de registratie in alle vliegtuigen door handmatig door de vliegtuigen te scrollen en de registratie te voltooien.
    OPMERKING: Handmatige correcties kunnen nodig zijn als afwijkingen tussen CBCT en oppervlaktescan duidelijk zijn (figuur 3).
  20. Plan de toegangsholte door een implantaat toe te voegen.
    OPMERKING: De gebruikte endodontische bur moet vooraf aan de implantaatdatabase worden toegevoegd via Extras > Implant Designer > Implant > Import Database. De bur kan worden geïmporteerd als een .cdxBackup-bestand zoals beschreven in de instructies van de softwarefabrikant.
  21. Plaats de bur in de beoogde positie en check alle vlakken in door met de linkermuisknop te klikken en te bewegen (de software biedt verschillende vlakken en weergaven voor een adequate positionering) (figuur 4A).
    OPMERKING: De lange as van de bur moet worden gecentreerd in de gevisualiseerde wortelkanaalruimte. Een cilindrische diamant bur met een diameter van 1,0 mm kan worden gebruikt voor de meeste toegangsholtepreparaten. Bij tanden met smalle wortels moet echter een kleinere diameter worden overwogen om minimaal invasieve toegang tot de wortelkanaalopening te bieden.
  22. Selecteer Object > > 3D-model toevoegen om het STL-bestand van de markeringslade toe te voegen.
  23. Plaats de lade dicht bij de geplande voorbereiding van de toegangsholte, zorg ervoor dat er geen interferentie optreedt tijdens de eigenlijke procedure (figuur 4B).
  24. Voeg een chirurgische gids toe en ontwerp de markeringslade volgens de handleiding van de DNS-fabrikant.
  25. Exporteer de markeringslade als een STL-bestand en maak deze met een 3D-printer (figuur 4C).
  26. Exporteer de volledige planning door Object > Virtual Planning Export > containerindeling Generic Planning Objects te selecteren volgens de handleiding van de DNS-fabrikant.

2. Voorbereiding van de toegangsholte

  1. Importeer de planningsgegevens naar het DNS via de USB.
  2. Selecteer de zaak die wordt behandeld.
  3. Plaats de markering in de 3D-geprinte markeringslade.
  4. Controleer de pasvorm van de markering in de markeringslade.
  5. Controleer de pasvorm van de markeerlade op de tandboog (figuur 4D).
  6. Steek de bur in het handstuk dat voor de planning is gebruikt.
  7. Registreer de bur in de bur-registratietool volgens de instructies van de DNS-fabrikant (figuur 5A).
  8. Controleer de juiste registratie door de bur naar een prominente locatie te verplaatsen (bijv. Snijkant); de DNS moet de punt van het instrument op exact dezelfde positie weergeven (figuur 5B).
    OPMERKING: Als een onjuiste bur-positie wordt weergegeven, controleer dan de juiste pasvorm van de lade op het gebit en de juiste pasvorm van de marker in de lade. Herhaal indien nodig de bur-registratie. Als er nog steeds een onjuiste positie wordt weergegeven, kan er materiaalvervorming zijn opgetreden in het fabricageproces van de lade en mag de voorbereiding van de toegangsholte niet worden uitgevoerd.
  9. Verplaats de bur naar de tand die zal worden behandeld.
    OPMERKING: Het DNS schakelt automatisch over naar een andere weergave en biedt realtime informatie over de ruimtelijke en hoekafwijking; aan de rechterkant is ook een diepteoriëntatie voorzien (figuur 5C).
  10. Voer de voorbereiding van de toegangsholte uit met DNS-richtlijnen.
    OPMERKING: De voorbereiding moet met tussenpozen worden uitgevoerd. Puin moet uit de bur en de toegangsholte worden verwijderd om warmteontwikkeling tijdens de voorbereiding te voorkomen.

3. Evaluatie van de behandeling

  1. Genereer postoperatieve CBCT-beeldvorming met dezelfde CBCT-machine-instellingen als preoperatief.
  2. Open pre-operatieve planning in de software.
  3. Selecteer Segmentaties bewerken.
  4. Pas de ondergrens aan op de berekende gemiddelde waarde (zie stap 1.11).
  5. Segmenteer de behandelde tand met behulp van het gereedschap Flood Fill en geef een naam aan de segmentatie.
    OPMERKING: Als de tand proximaal contact heeft, moet men mogelijk handmatige segmentatiegrenzen tekenen, figuur 6.
  6. Voltooi segmentatie door de optie Module sluiten te selecteren.
  7. Klik met de rechtermuisknop op de overzichtskolom aan de linkerkant op de gesegmenteerde tand en selecteer Converteren naar 3D-model.
    OPMERKING: De segmentatie wordt weergegeven als een 3D-model in het overzicht.
  8. Klik met de rechtermuisknop op het 3D-model van de gesegmenteerde preoperatieve tand en klik vervolgens op Visualisatie > eigenschappen. Het volume van de tand wordt weergegeven in mm³.
  9. Open een nieuwe aanvraag.
  10. Importeer DICOM-beeldgegevens van de postoperatieve CBCT-scan (instellingen voor CBCT-beeldvorming moeten hetzelfde zijn als preoperatief).
  11. Selecteer Segmentaties bewerken.
  12. Pas de onderdrempel aan op dezelfde waarde die is berekend voor de preoperatieve gegevens.
  13. Segmenteer de behandelde tand met behulp van het gereedschap Flood Fill en geef een naam aan de segmentatie.
    OPMERKING: Als de tand proximaal contact heeft, moet men mogelijk handmatige segmentatiegrenzen tekenen.
  14. Voltooi segmentatie door de optie Module sluiten te selecteren.
  15. Klik met de rechtermuisknop op de gesegmenteerde tand en converteer deze naar een 3D-model.
    OPMERKING: De segmentatie wordt weergegeven als een 3D-model in het overzicht.
  16. Klik met de rechtermuisknop op het 3D-model van de gesegmenteerde preoperatieve tand en klik vervolgens op Visualisatie > eigenschappen. Het volume van de tand wordt weergegeven in mm3.
    OPMERKING: Het verschil tussen het pre- en het postoperatieve volume is het volume van het stofverlies tijdens het preparaat van de toegangsholte.
  17. Open de pre-operatieve planning.
  18. Importeer een modelscan > Importsegmentatie en kies de postoperatieve tandsegmentatie.
  19. Stem af op preoperatieve tandsegmentatie met behulp van oriëntatiepuntregistratie (zie stap 1.18).
    OPMERKING: De matchingprocedure van de pre- en postoperatieve gegevens is gunstig voor visualisatie, maar niet verplicht voor volumetrische metingen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Figuur 7A toont de occlusale weergave van een voorbereide endodontische toegangsholte in een model centrale snijtand met behulp van het DNS. Figuur 7B toont de bijbehorende CBCT-scan in sagittale weergave. De postoperatieve segmentatie wordt vervolgens gematcht met de preoperatieve CBCT-gegevens (figuur 7C). Pre- en postoperatieve 3D-modellen worden op elkaar afgestemd (figuur 7D) en het pre- (412,12 mm...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Verschillende studies en case reports hebben de haalbaarheid aangetoond van geleide toegangsholtevoorbereiding in endodontie7. Navigatie met behulp van sjablonen en mouwen voor bur-begeleiding (statische navigatie) werd beschreven als een nauwkeurige en veilige methode om toegang te krijgen tot verkalkte wortelkanalen. Bovendien bleek de methode onafhankelijk te zijn van de mate van klinische ervaring van de operator16, wat de mogelijkheid biedt om tanden te behandelen met ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Accuitomo 170Morita ManufacturingNACBCT-apparaat
coDiagnostiXDental Wings IncVersie 10.4Planningssoftware, die voornamelijk bedoeld is voor implantaatchirurgie. Endodontische toegangsholtes kunnen worden gepland door de gebruikte boor toe te voegen aan de implantaatdatabase
DENACAMmininavidentNADynamisch navigatiesysteem, bestaande uit (1) camera, die op een elektrische handpiece is gemonteerd, (2) markering, (3) computer en scherm, (4) bijbehorende software
TRIOS 33Shape A/SNAOppervlaktescanner

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Patel, S., Rhodes, J. A practical guide to endodontic access cavity preparation in molar teeth. British Dental Journal. 203 (3), 133-140 (2007).
  2. Kiefner, P., Connert, T., ElAyouti, A., Weiger, R. Treatment of calcified root canals in elderly people: a clinical study about the accessibility, the time needed and the outcome with a three-year follow-up. Gerodontology. 34 (2), 164-170 (2017).
  3. Cvek, M., Granath, L., Lundberg, M. Failures and healing in endodontically treated non-vital anterior teeth with posttraumatically reduced pulpal lumen. Acta Odontologica Scandinavica. 40 (4), 223-228 (1982).
  4. Wigen, T. I., Agnalt, R., Jacobsen, I. Intrusive luxation of permanent incisors in Norwegians aged 6-17 years: a retrospective study of treatment and outcome. Dental Traumatology. 24 (6), 612-618 (2008).
  5. Andreasen, F. M., Zhijie, Y., Thomsen, B. L., Andersen, P. K. Occurrence of pulp canal obliteration after luxation injuries in the permanent dentition. Endodontics & Dental Traumatology. 3 (3), 103-115 (1987).
  6. Fleig, S., Attin, T., Jungbluth, H. Narrowing of the radicular pulp space in coronally restored teeth. Clinical Oral Investigations. 21 (4), 1251-1257 (2017).
  7. Moreno-Rabié, C., Torres, A., Lambrechts, P., Jacobs, R. Clinical applications, accuracy and limitations of guided endodontics: a systematic review. International Endodontic Journal. 53 (2), 214-231 (2020).
  8. Connert, T., et al. Real-time guided endodontics with a miniaturized dynamic navigation system versus conventional freehand endodontic access cavity preparation: substance loss and procedure time. Journal of Endodontics. 47 (10), 1651-1656 (2021).
  9. Zubizarreta-Macho, Á, Muñoz, A. P., Deglow, E. R., Agustín-Panadero, R., Álvarez, J. M. Accuracy of computer-aided dynamic navigation compared to computer-aided static procedure for endodontic access cavities: An in vitro study. Journal of Clinical Medicine. 9 (1), 129(2020).
  10. Jain, S. D., et al. Dynamically navigated versus freehand access cavity preparation: A comparative study on substance loss using simulated calcified canals. Journal of Endodontics. 46 (11), 1745-1751 (2020).
  11. Jain, S. D., Carrico, C. K., Bermanis, I. 3-Dimensional accuracy of dynamic navigation technology in locating calcified canals. Journal of Endodontics. 46 (6), 839-845 (2020).
  12. Gambarini, G., et al. Precision of dynamic navigation to perform endodontic ultraconservative access cavities: A preliminary in vitro analysis. Journal of Endodontics. 46 (9), 1286-1290 (2020).
  13. Dianat, O., et al. Accuracy and efficiency of a dynamic navigation system for locating calcified canals. Journal of Endodontics. 46 (11), 1719-1725 (2020).
  14. Dianat, O., Gupta, S., Price, J. B., Mostoufi, B. Guided endodontic access in a maxillary molar using a dynamic navigation system. Journal of Endodontics. 47 (4), 658-662 (2020).
  15. Chong, B. S., Dhesi, M., Makdissi, J. Computer-aided dynamic navigation: a novel method for guided endodontics. Quintessence International. 50 (3), 196-202 (2019).
  16. Connert, T., et al. Guided endodontics versus conventional access cavity preparation: A comparative study on substance loss using 3-dimensional-printed teeth. Journal of Endodontics. 45 (3), 327-331 (2019).
  17. Su, Y., et al. Guided endodontics: accuracy of access cavity preparation and discrimination of angular and linear deviation on canal accessing ability-an ex vivo study. BMC Oral Health. 21 (1), 606(2021).
  18. Torres, A., Lerut, K., Lambrechts, P., Jacobs, R. Guided endodontics: Use of a sleeveless guide system on an upper premolar with pulp canal obliteration and apical periodontitis. Journal of Endodontics. 47 (1), 133-139 (2021).
  19. Patel, S., Brown, J., Semper, M., Abella, F., Mannocci, F. European Society of Endodontology position statement: Use of cone beam computed tomography in Endodontics: European Society of Endodontology (ESE) developed by. International Endodontic Journal. 52 (12), 1675-1678 (2019).
  20. Spille, J., et al. Comparison of implant placement accuracy in two different pre-operative digital workflows: navigated vs. pilot-drill-guided surgery. International Journal of Implant Dentistry. 7 (1), 1-9 (2021).
  21. Schnutenhaus, S., Knipper, A., Wetzel, M., Edelmann, C., Luthardt, R. Accuracy of computer-assisted dynamic navigation as a function of different intraoral reference systems: An In vitro study. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (6), 3244(2021).
  22. Edelmann, C., Wetzel, M., Knipper, A., Luthardt, R. G., Schnutenhaus, S. Accuracy of computer-assisted dynamic navigation in implant placement with a fully digital approach: A prospective clinical trial. Journal of Clinical Medicine. 10 (9), 1808(2021).
  23. Duré, M., Berlinghoff, F., Kollmuss, M., Hickel, R., Huth, K. C. First comparison of a new dynamic navigation system and surgical guides for implantology: an in vitro study. International Journal of Computerized Dentistry. 24 (1), 9-17 (2021).
  24. Ender, A., Attin, T., Mehl, A. In vivo precision of conventional and digital methods of obtaining complete-arch dental impressions. Journal of Prosthetic Dentistry. 115 (3), 313-320 (2016).
  25. Ender, A., Zimmermann, M., Mehl, A. Accuracy of complete- and partial-arch impressions of actual intraoral scanning systems in vitro. International Journal of Computerized Dentistry. 22 (1), 11-19 (2019).
  26. Park, J. -M., Jeon, J., Koak, J. -Y., Kim, S. -K., Heo, S. -J. Dimensional accuracy and surface characteristics of 3D-printed dental casts. The Journal of Prosthetic Dentistry. 126 (3), 427-437 (2021).
  27. Dong, T., et al. Accuracy of in vitro mandibular volumetric measurements from CBCT of different voxel sizes with different segmentation threshold settings. BMC Oral Health. 19 (1), 206(2019).
  28. Cui, Z., Li, C., Wang, W. ToothNet: automatic tooth instance segmentation and identification from cone beam CT images. Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). , 6368-6377 (2019).
  29. Kim, S., Choi, S. Automatic tooth segmentation of dental mesh using a transverse plane). Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference Journal. 2018, 4122-4125 (2018).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Endodontische toegangsopeningverkalking van het wortelkanaalwortelkanaalbehandelingcone beam computed tomographydigitale oppervlaktescangeleide endodontie3D modelregistratiemarker trayminimaal invasieve endodontie

Gerelateerde artikelen