Summary
L'endodonzia guidata descrive un approccio assistito da modelli per la preparazione della cavità di accesso. La procedura richiede la tomografia computerizzata a fascio conico e una scansione superficiale per produrre un modello. Un manicotto incorporato guida il trapano fino al punto di destinazione. Ciò consente la preparazione di cavità di accesso endodontiche minimamente invasive nei denti calcificati.
Abstract
Le obliterazioni del canale pulpare (PCO) sono spesso una conseguenza di traumi dentali, come le lesioni da lussazione. Anche se l'apposizione della dentina è un segno di polpa vitale, pulpite o parodontite apicale può svilupparsi a lungo termine. Il trattamento canalare dei denti con grave PCO e patosi pulpare o periapicale è impegnativo per i medici generici e anche per gli specialisti endodontici ben attrezzati. Per garantire il rilevamento del canale radicolare calcificato ed evitare un'eccessiva perdita della struttura del dente o della perforazione radicolare, alcuni anni fa è stata introdotta la navigazione statica tramite modelli ("Endodonzia guidata"). Il flusso di lavoro generale include l'imaging tridimensionale utilizzando la tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT), una scansione digitale della superficie e la sovrapposizione di entrambi in un software di pianificazione. Segue la pianificazione virtuale della cavità di accesso e la progettazione di una dima che guiderà il trapano verso il punto target desiderato. Per fare ciò, un'immagine virtuale in scala reale del trapano deve essere posizionata in modo che la punta del trapano raggiunga l'orifizio del canale radicolare calcificato. Una volta che il modello è stato fabbricato utilizzando la progettazione assistita da computer e la produzione assistita da computer (CAD / CAM) o una stampante 3D, la preparazione guidata della cavità di accesso può essere eseguita clinicamente. Ai fini della ricerca, un'immagine CBCT postoperatoria può essere utilizzata per quantificare l'accuratezza della cavità di accesso eseguita. Questo lavoro si propone di presentare la tecnica dell'endodonzia guidata statica dall'imaging all'implementazione clinica.
Introduction
Le obliterazioni del canale pulpare (PCO) sono segni di polpa vitale e sono spesso osservate dopo un trauma dentale1 o come risposta a stimoli come carie, procedure riparative2 o terapia pulpare vitale3. Quando non sono presenti segni clinici o radiografici di patologia, il trattamento canalare non è indicato. A lungo termine, tuttavia, il tessuto pulpare rimanente può sviluppare una patosi4. Nei casi in cui sono presenti segni clinici o radiografici di patologia pulpare o apicale, il trattamento canalare non chirurgico sarebbe il trattamento di scelta per la conservazione dei denti.
Per un esito positivo del trattamento canalare, la preparazione di un'adeguata cavità di accesso è fondamentale. I denti con PCO che necessitano di un trattamento canalare sono difficili da trattare, anche per i dentisti specializzati nel campo dell'endodonzia5. Il tentativo di localizzare un canale radicolare calcificato può comportare un'elevata perdita della struttura del dente e quindi l'indebolimento o addirittura la perforazione della radice. Questo riduce la prognosi del dente e l'estrazione può essere indicata6.
Poiché la navigazione basata su modelli (statica) è già utilizzata con successo nell'implantologia orale, la sua applicazione in endodonzia è stata descritta per la prima volta in letteratura alcuni anni fa7. Da allora, numerosi casi clinici e studi hanno dimostrato i vantaggi della preparazione della cavità di accesso endodontico assistita da modello nei casi con PCO 8,9.
Lo scopo di questo lavoro è quello di presentare la tecnica di preparazione della cavità ad accesso guidato utilizzando l'endodonzia guidata. A fini di ricerca, una valutazione del trattamento (determinazione della deviazione angolare e spaziale tra cavità di accesso pianificata ed eseguita) è possibile dopo una scansione CBCT postoperatoria, che è anche presentata in questo articolo.
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Protocol
L'approvazione o il consenso per eseguire questo studio non era richiesto poiché l'uso dei dati dei pazienti non è applicabile. In questo studio, vengono utilizzati i dati DICOM di un modello mascellare costituito da denti umani estratti e de-identificati. I denti sono stati estratti per motivi non correlati a questo studio.
1. Pianificazione della cavità di accesso virtuale
- Avviare il programma di pianificazione digitale.
- Fare clic con il pulsante destro del mouse su Esperto per scegliere la modalità avanzata.
- Fare clic con il pulsante destro del mouse su Nuovo per aprire un nuovo caso.
- Selezionare la cartella con i dati immagine DICOM per importare i dati dell'immagine nel software.
- Regolare le soglie delle unità Hounsfield (HU), se necessario, per una visualizzazione ottimale (controllare nella piccola finestra in basso a sinistra).
- Fare clic su Crea dataset per completare l'importazione dei dati.
NOTA: Qui vengono utilizzati i dati DICOM di un modello mascellare costituito da denti umani estratti e de-identificati. - Scegli il tipo di pianificazione facendo clic con il pulsante sinistro del mouse su Maxilla o Mandible e assegna un nome alla pianificazione.
- Fare clic su Modifica segmentazioni per avviare il processo di segmentazione dell'immagine.
NOTA: si apre automaticamente una nuova finestra per il processo di segmentazione. - Scegli la vista assiale facendo clic con il pulsante sinistro del mouse su Assiale nella casella in alto a sinistra.
- Fare clic su Misurazione densità per misurare l'alta superficie del dente radiopaco e gli stati circostanti non radiopaci (aria). Calcolare i valori medi tra le due densità. (Figura 1).
NOTA: il valore medio deve essere calcolato manualmente; Non esiste uno strumento integrato nel software. - Clicca su Ricostruzione 3D.
- Impostare la soglia inferiore sul valore medio determinato (Figura 2A).
- Segmentare la dentatura con lo strumento Flood Fill Tool e assegnare alla segmentazione il nome desiderato (Figura 2B).
NOTA: quando lo strumento di riempimento flood è selezionato e attivo, l'area desiderata può essere segmentata con un clic sinistro nella vista 3D. - Completa la segmentazione facendo clic su Chiudi modulo.
- Aggiungere una scansione del modello selezionando Aggiungi > oggetto > Scansione modello.
NOTA: è necessario generare in anticipo una scansione superficiale (ad esempio, utilizzando uno scanner intraorale, che fornisce i dati come file stl). - Importare il file stl dalla scansione digitale della superficie.
- Selezionate Allinea a un altro oggetto.
- Selezionare la segmentazione eseguita (Figura 2C).
- Scegli tre diversi punti di corrispondenza per la registrazione dei punti di riferimento nella vista 3D in entrambi i set di dati, la segmentazione e la scansione della superficie.
NOTA: La distribuzione spaziale dei punti faciliterà la corrispondenza semiautomatica dei dati. - Verifica la corretta registrazione in tutti gli aerei e completa la registrazione.
NOTA: possono essere necessarie correzioni manuali se sono evidenti deviazioni tra CBCT e scansione superficiale. Se necessario, fare clic con il pulsante sinistro del mouse e trascinare per regolare l'allineamento spazialmente, quindi fare clic con il pulsante destro del mouse e trascinare per regolare la deviazione angolare nei piani visualizzati (Figura 3) - Aggiungere un impianto (la fresa endodontica utilizzata deve essere preventivamente importata nel database implantare del software) per pianificare l'accesso al canale radicolare.
- Posizionare la fresa nell'angolazione desiderata e alla profondità richiesta e verificare su tutti i piani (Figura 4A).
- Aggiungi la manica corrispondente alla fresa (il sistema di maniche utilizzato deve essere aggiunto al database in anticipo tramite Extra > Modifica sistema maniche personalizzato).
NOTA: Il manicotto non deve essere a contatto con la corona del dente. Se il manicotto è a contatto, è necessario selezionare una fresa più lunga per fornire spazio tra la struttura del manicotto e del dente (Figura 4B). - Selezionare Oggetto > Aggiungi > Guida chirurgica per progettare il modello come preferito (Figura 5A).
- Esportare il modello come file stl e produrlo con una stampante 3D (Figura 5B, file supplementare 1).
NOTA: dopo aver completato la stampa 3D, rielaborare il modello secondo le istruzioni del produttore per la stampante e il materiale di stampa utilizzato. La rimozione accurata del materiale di supporto è fondamentale per l'adattamento della dima sull'arcata dentale e quindi anche per l'accuratezza della preparazione della cavità di accesso.
2. Preparazione della cavità di accesso
- Controllare l'adattamento del modello sulla dentizione (Figura 5C).
NOTA: Le finestre di ispezione possono essere aggiunte durante il processo di progettazione per migliorare il controllo visivo della vestibilità e del sedile. - Controlla la vestibilità della manica nel modello.
- Contrassegnare lo smalto nel sito della cavità di accesso. Il colorante (ad esempio, rilevatore di carie) può essere utilizzato sulla punta della fresa (Figura 6A, B).
- Rimuovere lo smalto nel sito della cavità di accesso senza utilizzare la dima o la fresa endodontica. Utilizzare invece una fresa diamantata fino a quando la dentina non è esposta (Figura 6C).
- Posizionare la manica contenente la dima sull'arcata dentale.
- Inserire la fresa nel manipolo utilizzato per la pianificazione.
- Eseguire la preparazione della cavità di accesso con la guida del modello (Figura 6D).
NOTA: La cavità di accesso deve essere preparata in modo intermittente. Il trapano e la cavità devono essere puliti dai detriti per contrastare la generazione di calore. Le lime manuali possono essere utilizzate per verificare se l'orifizio del canale radicolare può essere inserito prima che venga raggiunta la posizione apicale. La posizione apicale sarà definita dal fresa. Le lime a mano possono essere utilizzate per cercare o entrare nell'orifizio del canale. Una volta individuato l'orifizio del canale, è possibile eseguire il trattamento canalare convenzionale utilizzando lime manuali e / o strumenti rotanti.
3. Valutazione del trattamento
- Utilizzare le impostazioni CBCT preoperatorie per creare dati di immagine postoperatori.
- Avviare una nuova pianificazione del caso.
- Importare i dati dell'immagine analogici alla pianificazione preoperatoria.
- Fai clic su Modifica segmentazioni.
- Impostare la soglia inferiore sul valore medio determinato, calcolato per i dati preoperatori.
- Utilizzare lo strumento Flood Fill per segmentare la dentatura.
- Completa la segmentazione facendo clic su Chiudi modulo.
- Aprire la pianificazione preoperatoria.
- Selezionare Pianificare > valutazione del trattamento.
- Selezionare Postoperative Volume Dataset (Figura 7A).
- Caricare il set di dati postoperatorio corretto e scegliere la segmentazione generata.
- Allinea i dati CBCT pre e postoperatori scegliendo tre diverse regioni per la registrazione dei punti di riferimento.
NOTA: La distribuzione spaziale dei punti faciliterà la corrispondenza semiautomatica dei dati (Figura 7B). - Verifica la corretta registrazione in tutti gli aerei e completa la registrazione.
NOTA: possono essere necessarie correzioni manuali se sono evidenti deviazioni tra CBCT e scansione superficiale (Figura 8). - Posizionare la fresa endodontica virtuale nella direzione della preparazione della cavità di accesso eseguita e controllare tutti i piani (Figura 9).
NOTA: Se il diametro del canale calcificato è maggiore del diametro della fresa endodontica utilizzata, la regolazione nella direzione apicale-coronale non è fattibile. Pertanto, la valutazione del trattamento può essere determinata solo per la deviazione angolare e laterale, non per la deviazione apicale o tridimensionale. - Seleziona Fine e il software calcolerà automaticamente la deviazione, mostrando i risultati in una tabella. Inoltre, la deviazione tra la preparazione pianificata ed eseguita della cavità di accesso può essere visualizzata in una vista renderizzata in 3D.
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Representative Results
La figura 10A mostra la vista occlusale di una cavità di accesso endodontica preparata in un primo molare mascellare dopo la preparazione della cavità di accesso assistita da modello del canale mesio-buccale. La figura 10B mostra l'inserimento di tre file endodontici per confermare il successo del rilevamento del canale radicolare dopo la preparazione delle cavità di accesso palatale e disto-buccale. Dopo aver abbinato i dati CBCT postoperatori ai dati di pianificazione preoperatoria, il posizionamento virtuale della fresatura genera informazioni sulla deviazione (Figura 11A). Qui, la deviazione angolare è 0,7°, 0,74 mm di deviazione 3D alla base della fresa e 0,87 mm di deviazione 3D sulla punta della fresa. Per una migliore visualizzazione, la deviazione può essere mostrata su piani diversi o in una vista renderizzata 3D (Figura 11B).
Figura 1: Preparazione alla segmentazione. Misurazione della densità HU per lo smalto dei denti e il materiale circostante. Calcola il valore medio. Cerchio rosso: pulsante per lo strumento di misurazione della densità. Fare clic con il pulsante sinistro del mouse per attivare, che consente di misurare la densità nella vista assiale facendo clic con il pulsante sinistro del mouse e tenendo premuto nell'area desiderata. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Processo di segmentazione e preparazione per l'allineamento con i dati di superficie. (A) Vista 3D dei dati CBCT preoperatori. La soglia inferiore è stata adeguata al valore medio determinato. (B) Lo strumento di riempimento delle inondazioni è stato utilizzato per eseguire una segmentazione della struttura del dente (colore blu) ed è stato chiamato "Denti mascellari". (C) La segmentazione eseguita può essere selezionata (qui: "Denti mascellari") per la fase di registrazione. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Allineamento dei set di dati CBCT e di scansione superficiale. Verifica in tutti i piani che la corrispondenza sia accurata e completa la fase di registrazione. Si noti il "modello mimetico" tra segmentazione e dati di scansione superficiale nella ricostruzione 3D, che indica una corrispondenza altamente precisa dei dati. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 4: Pianificazione della cavità di accesso. (A) Una fresa endodontica è virtualmente posizionata all'orifizio canalare di un secondo premolare mascellare, fornendo un accesso rettilineo. (B) Un manicotto adatto può essere aggiunto alla fresa endodontica. Ci deve essere abbastanza spazio tra la manica e la struttura del dente coronale per evitare interferenze quando si posiziona successivamente il modello sull'arcata dentale. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 5: Modello per la navigazione statica. (A) L'intero modello è stato progettato (qui, un modello di studio mascellare con più cavità di accesso pianificate nella zona del dente posteriore). Ora è pronto per essere esportato e stampato in 3D. (B) Il modello è stato stampato in 3D. (C) Viene controllato il corretto adattamento del modello sull'arcata dentale. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 6: Preparazione della cavità di accesso. (A) Il colorante (qui: rilevatore di carie) sulla punta della fresa viene utilizzato per marcare lo smalto nel sito della cavità di accesso. (B) Lo smalto è stato contrassegnato attraverso il modello e la manica. (C) Lo smalto nel sito della cavità di accesso è stato rimosso utilizzando una fresa diamantata in un manipolo contrangolo. (D) Dopo l'inserimento della manica, la sagoma viene posizionata sull'arcata dentale e la cavità di accesso endodontico guidata può essere eseguita con la fresa endodontica in un manipolo contrangolo. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 7: Preparazione per la valutazione del trattamento. (A) Scegliere Postoperatorio Volume Dataset come fonte di dati per la valutazione del trattamento. (B) Registrazione di riferimento tra i dati CBCT pre- e postoperatori. La scelta di regioni anatomicamente prominenti (punte a cuspide, creste marginali) come punti di riferimento e la loro distribuzione spaziale può facilitare la registrazione semiautomatica. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 8: Allineamento CBCT postoperatorio. I dati pre e postoperatori abbinati vengono visualizzati in tutti i piani e nella ricostruzione 3D. Si noti il "modello mimetico" tra i set di dati nella ricostruzione 3D, che indica una corrispondenza altamente precisa dei dati. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 9: Marcatura della cavità di accesso. Per la valutazione del trattamento, una fresa virtuale viene posizionata nella direzione della preparazione della cavità di accesso, che può essere prelevata dai dati CBCT postoperatori ((A) piano coronale, (C) piano sagittale). Confermare l'adeguato posizionamento della fresa in entrambi i piani ((B) piano coronale, (D) piano sagittale). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 10: Vista clinica dopo la preparazione della cavità di accesso. (A) Preparazione della cavità di accesso endodontico assistita da modello di un primo molare mascellare del canale mesio-boccale. (B) Dopo aver effettuato l'accesso ai canali radicolari disto-buccali e palatali nello stesso modo, vengono inseriti i file manuali per confermare il successo del rilevamento del canale radicolare. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 11: Valutazione del trattamento . (A) Dopo la corretta corrispondenza dei dati CBCT pre e postoperatori e il corretto posizionamento delle frese, il software calcola la deviazione angolare e spaziale tra la preparazione pianificata ed eseguita della cavità di accesso. I risultati sono presentati in una tabella. (B) La visualizzazione della deviazione è fornita anche in vista sagittale o coronale, o nella ricostruzione 3D. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
File supplementare 1: un file stl di esempio del modello. Clicca qui per scaricare questo file.
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Discussion
L'introduzione di preparazioni di cavità ad accesso assistito da modelli in endodonzia ha portato immensi progressi al trattamento endodontico non chirurgico nei denti con PCO. La preparazione convenzionale della cavità di accesso può richiedere molto tempo5 ed è soggetta a errori nei casi con PCO grave. Studi in vitro e case report clinici dimostrano la fattibilità dell'approccio endodontico guidato, generando risultati soddisfacenti in termini di rilevamento canalare e una deviazione complessivamente bassa tra le cavità di accesso pianificate ed eseguite8. Tuttavia, l'implementazione dell'endodonzia guidata dovrebbe essere limitata ai casi in cui la preparazione convenzionale della cavità ad accesso libero è accompagnata da un rischio più elevato di errori iatrogeni, poiché è richiesto l'uso di radiazioni ionizzanti (CBCT)10.
Per ridurre al minimo la deviazione tra la cavità di accesso pianificata e quella infine eseguita, è necessario considerare alcuni fattori. Quando si eseguono scansioni superficiali dell'intera arcata, possono verificarsi deviazioni locali e imprecisioni11. Ciò può portare a un certo grado di errore nel processo di corrispondenza dei dati CBCT, portando così a deviazioni nella preparazione della cavità di accesso. Quindi, gli scanner di superficie ad alta precisione fornirebbero anche risultati più accurati per l'approccio endodontico guidato. Sono stati studiati diversi software di pianificazione e tipi di produzione di modelli (additivo contro sottrattivo) che hanno avuto un'influenza anche sul risultato12.
Inoltre, la qualità e l'accuratezza del processo di stampa 3D svolgono anche un ruolo nel ridurre al minimo le deviazioni nella preparazione della cavità di accesso. Oltre ai vari processi nella stampa 3D13, anche l'allineamento dell'oggetto stampato14 gioca un ruolo decisivo nella precisione di produzione. Poiché i processi di produzione additiva sono soggetti a un costante ulteriore sviluppo, il processo di produzione dovrebbe essere esaminato criticamente su base regolare al fine di ottenere la massima precisione possibile. Inoltre, la precisione di adattamento tra la fresa e la manica gioca un ruolo importante nell'accuratezza dell'intera procedura. Per evitare lo sviluppo di calore e consentire alla fresa di scivolare senza intoppi, è necessaria una certa quantità di "adattamento allentato". In particolare quando la distanza dal manicotto al punto bersaglio apicale è grande, una piccola deviazione alla base della fresa potrebbe comportare una deviazione maggiore sulla punta della fresa. Per evitare un possibile svantaggio da un sistema basato su maniche a causa del ridotto spazio verticale nella bocca del paziente, un sistema di guida senza maniche è stato descritto con successo in un recente caso clinico15. Un'ulteriore indagine che confronti l'accuratezza dei sistemi contenenti maniche rispetto a quelli senza maniche sarebbe auspicabile per la ricerca nel campo dell'endodonzia guidata in futuro. Oltre allo spazio verticale ridotto, un'altra limitazione per la preparazione assistita da modelli di cavità di accesso endodontico è la presenza di denti mobili. Per consentire una pianificazione accurata e un trattamento preciso, i denti con maggiore mobilità possono essere steccati in anticipo.
Quando la valutazione dell'accuratezza viene eseguita utilizzando i dati CBCT postoperatori, è importante assicurarsi che le impostazioni della macchina CBCT e l'impostazione delle soglie HU nel software siano esattamente le stesse dei dati preoperatori. È stato dimostrato che diverse impostazioni CBCT e soglia determinano volumi di segmentazione diversi16, ostacolando quindi l'esatto allineamento dei dati di imaging e portando a risultati errati. Tuttavia, anche in un set di dati idealmente abbinato, l'errore è inevitabile poiché la fresa virtuale viene posizionata manualmente e sottende un errore soggettivo. Per la convalida dell'accuratezza degli impianti orali, sono stati confrontati diversi metodi e un metodo di valutazione automatica è risultato superiore al metodo di abbinamento manuale17. Pertanto, dovrebbe essere preso in considerazione un metodo automatico per migliorare la qualità della valutazione stessa e creare comparabilità tra i futuri risultati della ricerca nel campo dell'endodonzia guidata.
Per quanto ne sappiamo, ad oggi non esiste alcun software disponibile in commercio che automatizzi la valutazione dell'accuratezza delle cavità di accesso. Una difficoltà che si pone rispetto alla valutazione delle posizioni degli impianti è che le cavità di accesso non sono radiopache e, pertanto, una valutazione automatica è difficile da implementare.
Oltre alla navigazione statica, sono stati descritti anche sistemi di navigazione dinamica (DNS) per scopi endodontici. Il DNS può aggirare gli svantaggi della preparazione dell'accesso guidato da modelli18, ma richiede più apparecchiature e quindi è ancora associato a costi elevati.
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Disclosures
Tutti gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.
Acknowledgments
Nessuno.
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 |
| Endoseal drill | Atec Dental GmbH | NA | Carbide bur, which is used for the guided access cavity preparation |
| StecoGuide Endo-Sleeve | steco-system-technik | REF M.27.28.D100L5 | Sleeves, which are inserted into the fabricated template |
| TRIOS 3 | 3Shape A/S | NA | Surface scanner |
| P30 | Straumann | NA | 3D Printer |
| P pro Surgical Guide Clear | Straumann | NA | Light-curing resin for the additive manufacturing |
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