Summary
La chirurgie implantaire dynamique assistée par ordinateur (DCAIS) est une méthode de pose chirurgicale d’implant contrôlée réalisée sans gabarit chirurgical à l’aide d’un contrôle optique. Le contrôle peropératoire en temps réel du mouvement et de la position du dispositif chirurgical simplifie la procédure et donne plus de liberté au chirurgien, offrant une précision similaire à celle des méthodes de navigation statique.
Abstract
Dans l’implantologie moderne, l’application des systèmes de navigation chirurgicale devient de plus en plus importante. En plus des méthodes de navigation chirurgicale statique, une procédure de pose d’implants à navigation dynamique indépendante du guide est de plus en plus répandue. La procédure est basée sur la pose d’implants dentaires guidée par ordinateur à l’aide d’un contrôle optique. Ce travail vise à démontrer les étapes techniques d’un nouveau système de chirurgieimplantaire assistée par ordinateur (DCAIS) (conception, étalonnage, chirurgie) et à vérifier la précision des résultats. Sur la base de la tomodensitométrie à faisceau conique (CBCT), les positions exactes des implants sont déterminées à l’aide d’un logiciel dédié. La première étape de l’opération est l’étalonnage du système de navigation, qui peut être effectué de deux manières: 1) sur la base d’images CBCT prises avec un marqueur ou 2) sur la base d’images CBCT sans marqueurs. Les implants sont insérés à l’aide d’une navigation en temps réel selon les plans préopératoires. La précision des interventions peut être évaluée sur la base d’images CBCT postopératoires. Les images préopératoires contenant les positions prévues des implants et les images CBCT postopératoires ont été comparées en fonction de l’angulation (degré), de la plate-forme et de la déviation apicale (mm) des implants. Pour évaluer les données, nous avons calculé l’écart-type (ET), la moyenne et l’erreur-type de la moyenne (MEB) des écarts dans les positions d’implant planifiées et réalisées. Les différences entre les deux méthodes d’étalonnage ont été comparées sur la base de ces données. Sur la base des interventions effectuées jusqu’à présent, l’utilisation de DCAIS permet la pose d’implants de haute précision. Un système d’étalonnage qui ne nécessite pas d’enregistrement CBCT étiqueté permet une intervention chirurgicale avec une précision similaire à celle d’un système qui utilise l’étiquetage. La précision de l’intervention peut être améliorée par la formation.
Introduction
Pour augmenter la précision de la pose d’implants dentaires et réduire les complications, une gamme de techniques de navigation basées sur des études d’imagerie a été développée. L’imagerie préopératoire et un logiciel spécial de planification d’implants 3D peuvent être utilisés pour planifier la position exacte de l’implant dentaire 1,2.
Le but de la navigation en chirurgie implantaire est d’obtenir un placement anatomiquement plus précis de l’implant dentaire pour atteindre la position la plus idéale, afin de réduire le risque de complications iatrogènes possibles (lésions nerveuses, vasculaires, osseuses et sinusales). La chirurgie assistée diminue le caractère invasif de l’intervention (chirurgie sans lambeau), ce qui peut entraîner moins de plaintes et une récupération plus rapide. La pose précise de l’implant est basée sur une planification prothétique préalable (il est possible d’effectuer l’opération sur la base d’une installation dentaire préopératoire) et le positionnement optimal de l’implant peut aider à éviter la greffe osseuse.
De nos jours, il existe deux types de systèmes de navigation de pose chirurgicale d’implants assistés par ordinateur (IAO) : les systèmes de navigation statique et dynamique. La navigation statique est une méthode de pose d’implant contrôlée utilisant un gabarit chirurgical préplanifié et préfabriqué. La navigation dynamique est une méthode de pose chirurgicale d’implants guidée par ordinateur préplanifiée sans gabarit chirurgical utilisant un contrôle optique. La procédure de contrôle utilise l’enregistrement d’images basé sur un nuage de points pour fusionner les images virtuelles avec l’environnement réel en appliquant une superposition d’image 3D3.
Les systèmes DCAI permettent un contrôle d’instruments objectivé en temps réel dans un cadre de type GPS. En règle générale, ils utilisent le suivi optique pour détecter et suivre la position des marqueurs de référence (optiques) placés sur le patient et les instruments chirurgicaux, et fournissent un retour visuel continu sur le processus de pose chirurgicale de l’implant 1,2.
Le mouvement et la position de l’instrument chirurgical pendant la chirurgie peuvent être surveillés en direct sur une image tridimensionnelle sur un moniteur. Pendant la procédure, le système de caméra permet une surveillance et une comparaison continues de la position de la mâchoire du patient et de la position de l’instrument chirurgical.
Il existe deux types de systèmes de navigation dynamique: l’un est le système passif, auquel cas les dispositifs d’enregistrement (bases de référence) réfléchissent la lumière émise par la source lumineuse vers les caméras stéréo; L’autre est le système actif, où les dispositifs d’enregistrement émettent de la lumière qui est suivie par des caméras stéréo 4,5.
Le niveau suivant des systèmes de navigation dynamique utilise des servomoteurs pour guider la main du chirurgien avec des stimuli tactiles afin que l’appareil avec des bras robotiques puisse déterminer les mouvements du chirurgien ou même les remplacer complètement dans un avenir lointain 4,5,6,7.
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Protocol
Le consentement éclairé a été obtenu de chaque patient avant la chirurgie. Après les interventions, des données rétrospectives anonymisées ont été utilisées dans cette étude.
1. Étapes du flux de travail traditionnel des systèmes de navigation dynamique utilisant la méthode d’étalonnage de clips étiquetés (uniquement pour une utilisation sur la mâchoire avec des dents):
- Fixez un clip de fixation radio-opaque aux dents de la mâchoire où le traitement doit être effectué (maxillaire/mandibule) à l’aide d’un matériau thermoplastique.
- Faire un examen CBCT du patient avec un clip étiqueté dans la bouche (CBCT, FOV 8 cm x 11 cm, 12 mA, 95 kV).
- Planifiez la position de l’implant selon l’architecture prothétique avec le logiciel approprié.
- Calibrez l’appareil (chaque étape peut être activée à l’écran avec le symbole Play ).
- Enregistrez la pièce à main.
- Calibrer le mandrin de la pièce à main.
- Calibrer le marqueur-disque rotatif inséré dans la pièce à main.
- Assemblez le bras entre le tracker patient et le clip étiqueté, puis étalonnez-le.
- Enregistrez la pièce à main.
- Vérifiez l’étalonnage en maintenant la pointe du foret mesuré à la surface du clip étiqueté (Figure 1).
- Fixez le clip étiqueté qui maintient le marqueur optique (tracker) sur les dents de la mâchoire supérieure ou inférieure (sur laquelle la mâchoire se produit la pose de l’implant). Assurez-vous d’insérer le clip dans la même position enregistrée sur le CBCT préopératoire.
- Calibrez le clip étiqueté en touchant les sphères métalliques du clip avec le pivot de la sonde.
- Effectuer la pose de l’implant sous anesthésie locale, en injectant 2 mL d’articaïne (80 mg/2 mL d’articaïne/ampoule).
- Mesurez la longueur du foret (en touchant la perceuse à la plaque de go) (Figure 2).
- Vérifiez la précision visuelle en temps réel avant de percer (toucher la perceuse à n’importe quelle surface dentaire et vérifier qu’elle est dans la même position sur le moniteur et la bouche).
- Déterminez le point d’entrée du forage. Explorez le site de l’opération sans le volet.
- Percez l’os avec le contrôle de navigation dynamique (Figure 3, Figure 4 et Figure 5).
- Mesurez la longueur de l’implant (en touchant l’implant à la plaque de go).
- Placez l’implant avec la pièce à main portant le tracker contrôlé par le système de navigation dynamique.
- Fermez la plaie avec un monofilament 5.0, une suture en polypropylène non résorbable ou fixez la prothèse préfabriquée.
- Acquérir l’imagerie radiologique de contrôle (CBCT, FOV 8 cm x 11 cm, 12 mA, 95 kV).
2. Étapes dans les systèmes de navigation dynamique utilisant la méthode d’étalonnage du traceur (méthode non étiquetée):
- Effectuer CBCT du patient (sans clip dans la bouche).
- Planifiez la position de l’implant selon l’architecture prothétique avec le logiciel approprié.
- Calibrer le dispositif comme indiqué à l’étape 1.4.
- Calibrez le système sans clip étiqueté (méthode non étiquetée).
- Transférez le plan de la pose chirurgicale de l’implant dans le logiciel du système de navigation utilisé. Sélectionnez l’espace de travail sur l’image CT 3D du logiciel de navigation.
- Fixez le tracker sur les dents (avec un clip non étiqueté) ou dans le cas d’une mâchoire édentée avec un bras spécial de maintien du tracker.
- Sélectionnez les points anatomiques typiques (dents ou surface osseuse) sur une image CT 3D du système de navigation (minimum trois points).
- Identifiez les points anatomiques sélectionnés dans la bouche en les touchant avec un outil de sonde. (Figure 6).
- Effectuer une procédure de raffinement sur trois à quatre zones en dessinant sur la surface de la structure anatomique avec une sonde.
- Placez l’implant avec navigation sous anesthésie locale, en injectant 2 mL d’articaïne (80 mg/2 mL d’articaïne/ampoule).
- Mesurez la longueur de la perceuse (en touchant la perceuse à la plaque de go).
- Vérifiez la précision visuelle en temps réel avant de percer (toucher la perceuse à n’importe quelle surface dentaire et vérifier qu’elle est dans la même position sur le moniteur et dans la bouche).
- Déterminez le point de forage. Explorez le site de l’opération sans le volet.
- Percez l’os avec le contrôle de navigation dynamique.
- Mesurez la longueur de l’implant (en touchant l’implant à la plaque de go).
- Placez l’implant avec la pièce à main portant le tracker contrôlé par le système de contrôle de navigation dynamique.
- Fermez la plaie avec un monofilament 5.0, une suture en polypropylène non résorbable ou fixez la prothèse préfabriquée.
- Faire du contrôle de l’imagerie radiologique (CBCT, FOV 8 cm x 11 cm, 12 mA, 95 kV).
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Representative Results
Pour utiliser correctement DCAIS, le système doit être étalonné. Il existe plusieurs méthodes d’étalonnage qui peuvent affecter la précision de la pose de l’implant. Cette étude visait à évaluer l’impact potentiel de différentes méthodes d’étalonnage sur la précision du DCAIS.
Sur la base des interventions effectuées jusqu’à présent, l’utilisation de DCAIS permet une pose d’implants de haute précision. Dans nos premières études, nous avons comparé 41 implants dynamiques calibrés par clip avec 17 implants dynamiques calibrés traceurs.
Selon nos premières données (Tableau 1, Tableau 2, Tableau 3, Figure 7, Figure 8, Figure 9 et Figure 10), lors de l’utilisation des deux méthodes d’étalonnage, les résultats ont montré qu’il n’y a pas de corrélation significative entre la plate-forme et la déviation angulaire dans les directions buccolinguale (BL) et mésiodistale (DM). En comparant la position prévue et finale des implants, l’étalonnage avec un clip s’est avéré plus précis que celui effectué avec un traceur, mais la différence n’est pas significative (Tableau 1, Tableau 2, Tableau 3, Figure 7, Figure 8, Figure 9 et Figure 10 ). Sur la base de données précédemment publiées par Block et al., la pose d’implants avec un système de navigation dynamique permet une pose d’implant de haute précision1. La précision de l’intervention peut être améliorée par la formation8.
Figure 1 : Étalonnage avec clip. Étalonnage en maintenant la pointe du foret mesuré à la surface du clip étiqueté. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Étalonnage du forage. Mesure de la longueur de la perceuse en touchant la perceuse à la plaque de go. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Processus de forage dans la bouche. Perçage de l’os sous contrôle de navigation dynamique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Vue en temps réel du processus de forage sur le moniteur. Vue de contrôle en temps réel du forage osseux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Vue en temps réel du processus de forage sur le moniteur. Vue de contrôle en temps réel du forage osseux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Étalonnage avec traceur. Identifier les points anatomiques sélectionnés dans la bouche en les touchant avec un outil de sonde. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 7 : Écart moyen des valeurs mesurées (différence entre la position prévue et la position finale des implants) en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes. Déviation globale de la plate-forme (mm): distance spatiale entre le centre de la plate-forme implantaire des implants prévus et placés. Déviation de la plate-forme B/L (mm) : distance spatiale entre le centre de la plateforme implantaire des implants planifiés et placés en dimensions buccolinguales. Déviation M/D de la plate-forme (mm): distance spatiale entre le centre de la plate-forme implantaire des implants prévus et placés dans des dimensions mésiodestales. Déviation de profondeur de plate-forme (mm): distance spatiale entre le centre de la plate-forme implantaire des implants prévus et placés dans des dimensions de profondeur. Déviation hors profondeur de la plate-forme (mm): la résultante des déviations de la plate-forme B/L et M/D. Déviation apicale de non-profondeur (mm): la résultante des déviations apicales B/L et M/D. Déviation apicale globale (mm): distance spatiale entre le centre de l’apex de l’implant des implants planifiés et placés. Déviation apicale B/L (mm) : distance spatiale entre le centre de l’apex de l’implant des implants planifiés et placés en dimensions buccolinguales. Déviation apicale M/D (mm): distance spatiale entre le centre de l’apex de l’implant des implants planifiés et placés dans des dimensions mésiodestales. Déviation de profondeur apicale (mm): distance spatiale entre le centre de l’apex de l’implant des implants planifiés et placés dans des dimensions de profondeur. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 8: Écart type des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 9: Erreur type de l’écart moyen des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 10 : Analyse des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
| Écart moyen | ||||||||||
| Plateforme mondiale (mm) | Déviation de la plate-forme B/L (mm) | Déviation M/D de la plate-forme (mm) | Déviation de la profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation de non-profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation apicale de non-profondeur (mm) | Apical global (mm) | Déviation apicale B/L (mm) | Déviation apicale M/D (mm) | Déviation de la profondeur apicale (mm) | |
| capture | 1.68 | 0.14 | -0.24 | 0.53 | 1.1 | 1.29 | 1.81 | 0.18 | 0,00 | 0.45 |
| traceur | 1.99 | 0.11 | 0.32 | 0.86 | 1.21 | 1.62 | 2.28 | 0.31 | 0.43 | 0.86 |
Tableau 1: Écart moyen des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes.
| Écart type | ||||||||||
| Plateforme mondiale (mm) | Déviation de la plate-forme B/L (mm) | Déviation M/D de la plate-forme (mm) | Déviation de la profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation de non-profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation apicale de non-profondeur (mm) | Apical global (mm) | Déviation apicale B/L (mm) | Déviation apicale M/D (mm) | Déviation de la profondeur apicale (mm) | |
| capture | 1.03 | 0.79 | 1.14 | 1.29 | 0.89 | 1.16 | 1.22 | 0.79 | 1.52 | 1.26 |
| traceur | 0.84 | 0.94 | 1.3 | 1.3 | 0.94 | 1.23 | 1.07 | 1.12 | 1.61 | 1.27 |
Tableau 2: Écart type des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes.
| Erreur-type de l’écart moyen | ||||||||||
| Plateforme mondiale (mm) | Déviation de la plate-forme B/L (mm) | Déviation M/D de la plate-forme (mm) | Déviation de la profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation de non-profondeur de la plate-forme (mm) | Déviation apicale de non-profondeur (mm) | Apical global (mm) | Déviation apicale B/L (mm) | Déviation apicale M/D (mm) | Déviation de la profondeur apicale (mm) | |
| capture | 0.16 | 0.12 | 0.18 | 0.2 | 0.14 | 0.18 | 0.19 | 0.12 | 0.24 | 0.2 |
| traceur | 0.2 | 0.23 | 0.32 | 0.32 | 0.23 | 0.3 | 0.26 | 0.27 | 0.39 | 0.31 |
Tableau 3: Erreur type de l’écart moyen des valeurs mesurées. La différence entre la position planifiée et finale des implants en utilisant les deux méthodes d’étalonnage différentes.
| Systèmes d’implantation de navigation dynamique | |
| avantage (+) | Inconvénient (-) |
| · Pose d’implant très précise | · Une défaillance du système qui interfère avec la relation spatiale entre les points de référence et le patient peut entraîner des erreurs dans la conception du lit d’implant et le positionnement de l’implant |
| · Moins invasif, temps de guérison plus court, moins de plaintes | · Période de formation plus longue requise pour utiliser correctement le système |
| · Moins de risques de complications (p. ex. lésions nerveuses) | · Coûteux |
| · Facile à utiliser dans les petites ouvertures buccales et dans la région molaire | |
| · Ne nécessite pas d’ensemble d’instruments chirurgicaux séparé | |
| · L’utilisation efficace du temps, la planification et la chirurgie peuvent être effectuées le même jour | |
| · Possibilité de modifier la position et la taille des implants précédemment prévus pendant la chirurgie | |
| · Peut également être utilisé dans des espaces interdentaires étroits | |
Tableau 4 : Avantages et inconvénients des systèmes d’implants dynamiques navigués.
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Discussion
Dans le système de placement d’implants de navigation dynamique à clip étiqueté, le flux de travail traditionnel est effectué par étalonnage du clip. Il y a trois sphères métalliques radio-opaques à la surface du clip, qui sont clairement visibles sur le balayage CBCT. Dans le cas de la méthode d’étalonnage du traceur, ces sphères métalliques contenant des clips ne sont pas nécessaires pour le balayage CBCT ni pour l’étalonnage du système. Dans les cas avec des dents existantes, les clips étiquetés et non étiquetés peuvent être utilisés (deux méthodes d’étalonnage différentes). Le clip est fixé aux dents avec un matériau thermoplastique. Dans les cas édentés, seule la méthode du traceur sans clip peut être utilisée pour l’étalonnage. Le clip fixé sur les dents ou un bras de maintien spécial fixé sur l’os de la mâchoire maintient la base de référence optique pendant la mise en place chirurgicale de l’implantnavigué 3 (tableau 4).
Pour assurer un enregistrement précis, le clip doit être fixé exactement dans la même position par rapport à la mâchoire lors de la pose de l’implant. Un clip mal fixé ou incorrectement peut entraîner des erreurs de navigation et une déviation irréversible par rapport à la position prévue de l’implant. Les inconvénients de l’utilisation de la méthode d’étalonnage du clip sont la nécessité d’une préparation du clip elle-même, d’une formation adéquate du personnel, d’une imagerie inhibée dans l’occlusion fermée due au clip (la planification de la morsure est limitée) et d’une navigation dynamique difficile9 par conséquent, le placement du clip étant trop proche du site chirurgical lors de la pose de l’implant, provoquant un chevauchement entre le clip et la base de référence optique sur la pièce à main.
Dans le cas d’un implant chirurgical effectué avec un clip non étiqueté, contrairement au clip radio-opaque, des formations anatomiques (par exemple, une dent, un os) ou d’autres structures (par exemple, une couronne) sont utilisées pour l’étalonnage. Contrairement à la forme connue d’un clip fixe, les structures de référence sont rendues visibles pour la navigation par un balayage tactile de surface avec un dispositif appelé traceur. Le traceur est un dispositif pointu en forme de stylo avec une base de suivi optique. Le traceur permet d’identifier trois à six points, voire des surfaces entières, qui sont clairement visibles sur l’image grâce au tracker. Cela fournit un mappage d’enregistrement entre l’image créée et la surface physique de la structure candidate du patient. Cette méthode de détection de surface est également utilisée en cas d’absence de dents.
La précision du système de navigation dynamique est similaire à celle rapportée pour les systèmes de navigation statique. Nous avons obtenu le même résultat dans les deux méthodes d’étalonnage de la navigation dynamique.
Avec le DCAIS, il est moins nécessaire d’explorer de grandes surfaces osseuses; Par conséquent, les incisions peuvent être réduites et une diminution de la formation de lambeaux muqueux peut être obtenue. Dans le cas de la méthode dynamique, il est possible de modifier le plan chirurgical ou de s’en écarter en temps réel. Le système de pose d’implants dynamiques fonctionne avec des instruments chirurgicaux plus courts; Par conséquent, il peut être utilisé dans les régions de la deuxième molaire et dans le cas de patients ayant une ouverture limitée de la bouche. Il n’y a pas besoin d’équipement de forage spécifique ou d’instruments chirurgicaux pour les systèmes de navigation dynamique. La surveillance de la chirurgie sur présentation permet une position ergonomique du corps du spécialiste, de sorte que le chirurgien est en mesure d’atteindre une posture idéale 1,8,10.
En utilisant l’étalonnage du traceur de la navigation dynamique, nous pouvons obtenir la même précision et éviter la nécessité de préparer des clips. La précision des méthodes dépend du médecin et une formation adéquate est essentielle. La méthode nécessite une planification très précise, et un positionnement plus précis de l’implant et des résultats prothétiques sont attendus.
La méthode permet une charge immédiate de l’implant (en cas de forte stabilité primaire), car la prothèse peut être préparée à l’avance en fonction de la conception. Si l’intervention chirurgicale est précise, la prothèse s’adapte à la position de l’implant. Les principaux obstacles à l’utilisation de DCAIS sont son coût (actuellement) élevé et son processus d’apprentissage long.
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Disclosures
Tous les auteurs ont divulgué tous les conflits d’intérêts.
Acknowledgments
Cette recherche n’a reçu aucune subvention spécifique d’organismes de financement des secteurs public, commercial ou sans but lucratif.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DTX Implant Studio Software | Nobel Biocare | 106182 | 3D surgical planing software |
| MeshLab | ISTI - CNR research center | 2020.12 | 3D mesh processing software |
| Nobel Replace CC implant | Nobel Biocare | 37285 | Implant |
| X-Guide | X-Nav - Nobel Biocare | SN00001310 | dinamic navigation surgery system |
| X-Guide - XClip | X-Nav - Nobel Biocare | XNVP008381 | 3D navigation registration device |
| X-Guide planing software | X-Nav - Nobel Biocare | XNVP008296 | 3D surgical planing and operating software |
| X-Mark probe | X-Nav - Nobel Biocare | XNVP008886 | 3D navigation registration tool |
| PaX-i3D Smart | Vatech | CBCT | |
| Prolene 5.0 | 5.0 monofilament, nonabsorbable polypropylene suture |
References
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