Gömülü Süpernumerer Dişlerin Ekstraksiyonuna Yardımcı Olmak İçin Kamera Tabanlı Artırılmış Gerçeklik Navigasyonu

Özet

Burada, gömülü fazla dişlerin çıkarılmasına yardımcı olmak amacıyla, markersız kayıt yöntemine sahip stereo kamera tabanlı bir artırılmış gerçeklik (AR) yaklaşımı önermekteyiz. Bu iş akışı, gömülü fazla dişlerin lokalizasyonunda görsel destek sağlamakta olup klinik kullanım için uygulanabilir bir yardımcı yaklaşım olarak hizmet edebilir.

Özet

Derin gömülü supernumerer dişlerin cerrahi olarak çıkarılması, gizli konumları ve diş germleri ile sinirler gibi hayati yapıların yakınlığı nedeniyle zorlu bir pediatrik prosedürdür. Geleneksel serbest el yöntemleri genellikle 3D görüntülemenin subjektif zihinsel rekonstrüksiyonuna dayanır ve bu durum aşırı kemik kaybına veya iyatrojenik yaralanmalara yol açabilir. Bu çalışma, gömülü supernumerer dişlerin lokalizasyonuna yardımcı olmak için kamera tabanlı bir 3D AR navigasyon sistemi kullanan standart bir protokol sunmaktadır. Preoperatif konik ışınlı bilgisayarlı tomografi (CBCT) verilerinin ağız içi taramalarla entegre edilmesiyle hastaya özgü bir sanal plan oluşturularak dijital bir iş akışı kurulmuştur. Cerrahi sırasında, yüksek çözünürlüklü bir kamera operasyon alanını görüntüler ve gömülü supernumerer dişin sanal modeli, bilgisayar ekranında görüntülenen canlı kamera görüntüsünün üzerine bindirilerek destekli lokalizasyon için görsel bir referans sağlar. AR navigasyon arayüzü, cerrahların iç gözlemi artırmak için çeşitli doku katmanlarının şeffaflığını ayarlamasına ve ayarlanabilir bir lokalizasyon güven eşiği aracılığıyla görüntü kayıt işlemini hassaslaştırmasına olanak tanır. Ayrıca sistem, en doğru hizalama sağlandığında görüntünün sabitlenmesine imkan vererek kritik manevralar sırasında görsel stabilite sağlar. Bu protokol, derin gömülü supernumerer dişi olan bir hastayı içeren klinik bir vakada gösterilmiştir. Ön sonuçlar, sistemin gömülü supernumerer dişin destekli lokalizasyonu için sezgisel bir uzaysal rehberlik sağladığını göstermiştir. İş akışının klinik olarak uygulanabilir olduğu kanıtlanmış ve komşu köklere zarar verme gibi herhangi bir intraoperatif komplikasyon gözlenmemiştir. Sonuç olarak, kamera tabanlı AR navigasyon, gömülü supernumerer dişlerin destekli ekstraksiyonu için geleneksel tekniklere potansiyel bir yardımcı yaklaşım olarak hizmet edebilir. İç yapıların gerçek zamanlı görselleştirilmesini ve kayıt ile şeffaflık üzerinde etkileşimli kontrolü sağlayan bu protokol, karmaşık pediatrik diş müdahalelerinde dijital inovasyonların klinik olarak benimsenmesini desteklemektedir.

Giriş

Süpernümerer dişler, diş dizilimindeki normal sayıyı aşan dişlerdir. Bunlar yaygın bir gelişimsel dental anomaliyi temsil eder ve bazı sendromların oral bir belirtisi olarak da ortaya çıkabilirler. Klinik olarak, süpernümerer dişler en sık ön üst çene bölgesinde gözlemlenir. Bazı süpernümerer dişler sadece diş sayısındaki bir artışı temsil eder ve asemptomatik kalabilir; ancak, komşu dişlerin anormal sürümü, kök rezorpsiyonu, dental ark düzensizlikleri ve kist oluşumu dahil olmak üzere komplikasyonlara da neden olabilirler^1,2. Bu nedenle, süpernümerer dişler kalıcı dişlerin sürümünü engellediğinde, komplikasyon riski oluşturduğunda veya sonraki tedavi planlamasını etkilediğinde genellikle cerrahi olarak çıkarılmaları gerekir.

Erken teşhis ve zamanında müdahale, fazla dişlerin yönetiminde temel unsurlardır. Müdahale zamanlaması ve cerrahi yaklaşımın seçimi, fazla dişin uzaysal konumuyla yakından ilişkilidir. Çıkarma işleminin optimal zamanlaması hala tartışmalı olsa da, birçok klinisyen kalıcı dişlerin sürmesini halihazırda etkilemiş olan veya potansiyel komplikasyon riski taşıyan vakalarda erken müdahaleyi tercih etmektedir^3,4. Cerrahi tekniğin seçimi büyük ölçüde klinik ve radyografik incelemelere bağlıdır. Fazla dişlerin çıkarılmasından önce, sayı, konum, kök morfolojisi ve fazla dişlerin çevre anatomik yapılarla ilişkisinin üç boyutlu (3D) değerlendirmesine olanak tanıdığı için yaygın olarak CBCT kullanılır. Bu bilgiler, dişin kesin konumunun, labial veya palatal pozisyonunun, kemik içi gömülme derecesinin ve uygun cerrahi yaklaşımın belirlenmesine yardımcı olur^2,5.

Günümüzde, geleneksel serbest el ile çekim işlemi temel olarak cerrahın ameliyat öncesi görüntüleri mekânsal olarak yorumlamasına ve deneyime dayalı lokalizasyona dayanmaktadır. Lokalizasyondaki hatalar, aşırı kemik kaldırılmasına ve hatta komşu diş köklerinin veya önemli anatomik yapıların zarar görmesine yol açabilir^3,6. Minimal invaziv konseptlerin gelişimi ve dijital teknolojideki ilerlemelerle birlikte; kompleks gömülü dişlerin veya fazla dişlerin çekiminde 3B yazıcı ile üretilmiş kişiselleştirilmiş kılavuzlar, dinamik navigasyon, karma gerçeklik ve robot destekli teknikler uygulanmaya başlanmıştır^7,8,9,10. Bu teknikler lokalizasyonu iyileştirme, operasyon süresini kısaltma ve kemik kaldırılmasını azaltma potansiyeli göstermiştir. Ancak, bu tekniklerin sınırlamaları da bulunmaktadır. 3B yazıcı ile üretilen kişiselleştirilmiş kılavuzlar genellikle ameliyat öncesi tasarım, model işleme, kılavuz baskısı ve işlem sonrası süreçler gerektirir; bu durum hazırlık süresini ve iş akışı karmaşıklığını artırabilir. Birinci basamak hastanelerde veya ekipmanları sınırlı olan kurumlarda, kılavuz üretimi genellikle harici işleme merkezlerine bağlıdır ve bu durum hazırlık süresini daha da uzatabilir. Dinamik navigasyon ve robot destekli sistemler genellikle ek takip cihazları ve kayıt prosedürleri gerektirir. Sınırlı olan ağız içi operasyon alanında bu sistemler, ekipman düzeninin ve cerrahi manipülasyonun karmaşıklığını artırabilir; ayrıca cerrahın görüş alanını ve alet kullanımını etkileyebilir. Karma gerçeklik güçlü bir görselleştirme potansiyeline sahip olsa da, sanal-gerçek kayıt doğruluğu ve dinamik takibin stabilitesi, klinik uygulamasını sınırlayan önemli faktörler olmaya devam etmektedir. Ayrıca, ekipmanların yüksek maliyeti ve bu teknolojilerle ilişkili uzun öğrenme eğrisi, gömülü fazla dişlerin ayaktan çekiminde yaygın kullanımlarını kısıtlayabilir.

Bu sınırlamaları gidermek için, bu protokolde kullanılan AR yöntemi; temel olarak bir bilgisayar, bir stereo kamera ve AR navigasyon yazılımından oluşan nispeten basit bir donanım konfigürasyonu benimsemektedir. AR teknolojisi; odontojenik kistektomi, dental implant yerleştirme, ortognatik cerrahi, maksillofasiyal travma cerrahisi ve gömülü üçüncü molar dişlerin çekimi dahil olmak üzere oral ve maksillofasiyal prosedürlerde öncül olarak uygulanmış ve intraoperatif görselleştirme ile uzamsal lokalizasyon potansiyeli göstermiştir^{11,12,13,14,15,16}. Bu nedenle, bu protokol, fazla dişlerin çıkarılmasına yardımcı olmak için stereo kamera tabanlı, markersiz ve kayıt tabanlı bir AR yöntemi önermektedir. Preoperatif olarak, 3D rekonstrüksiyon için CBCT verileri ve intraoral tarama modelleri elde edilir. Fazla dişin ve komşu dişlerin dijital modelleri rekonstrükte edilerek AR navigasyon sistemine aktarılır. İntraoperatif aşamada, stereo kamera cerrahi alanı gerçek zamanlı olarak görüntüler. Sistem, diş morfolojisine dayalı markersiz kayıt işlemini gerçekleştirir ve fazla dişin sanal modeli, ekranda görüntülenen canlı kamera görüntüsü üzerine bindirilerek lokalizasyon için intraoperatif bir görsel referans sağlar. Bu iş akışı, özellikle konvansiyonel serbest el cerrahisi ile lokalizasyonun zor olduğu beklenen, derin gömülü fazla dişler için oldukça uygundur.

Protokol

Burada açıklanan prosedür, Kunming Tıp Üniversitesi Bağlı Stomatoloji Hastanesi İnsan Araştırmaları Etik Kurulu'nun (Kunming, Çin) kılavuzlarına uygun olarak onaylanmış ve gerçekleştirilmiştir (Onay No. KYKQ2025MEC0077). Klinik ve intraoperatif görüntülerin kullanımı ve yayınlanması için hastadan ve yasal vasisinden yazılı onam alınmıştır.

1. Cihaz hazırlığı

1. Diş çekimi için steril aletleri hazırlayın.
2. Dizüstü bilgisayar ve USB 3.0 aracılığıyla bilgisayara bağlanan yüksek çözünürlüklü bir kamera dahil olmak üzere AR ekipmanlarını hazırlayın.

2. Ameliyat öncesi görüntüleme ve hasta hazırlığı (Şekil 1)

1. Maksilla içindeki gömülü fazla dişin konumuna ve komşu diş kökleri ile nasopalatin nörovasküler demetle olan uzaysal ilişkisine özellikle dikkat ederek, ameliyat öncesi yüksek çözünürlüklü CBCT tabanlı 3B rekonstrüksiyon gerçekleştirin.
   NOT: CBCT elde etme parametreleri: New Tom 3G; görüş alanı: 153.60 mm x 153.60 mm; matris boyutu: 512 x 512 piksel; voksel boyutu: 0.300 mm; tüp voltajı: 110 kVp; tüp akımı: 3 mA.
   1. CBCT veri setini CBCT yazılımından Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) formatında dışa aktarın.
   2. Bundan sonra 3B rekonstrüksiyon yazılımı olarak adlandırılacak olan Mimics Medical 21.0'ı açın. File > New Project seçeneğine tıklayın, hastanın DICOM veri setini içe aktarın ve Next > Open seçeneğine tıklayın.
   3. Segment > New Mask seçeneğine tıklayın. Predefined Threshold Sets kısmından Bone (CT) seçeneğini belirleyin ve sürgüyü kullanarak eşik aralığını ayarlayın. Bu durumda, minimum değeri 570 HU ve maksimum değeri 3071 HU olarak ayarlayın. Kraniofasiyal iskelet verilerini içeren bir maske (Maxilla olarak adlandırılan) oluşturun.
   4. Segment > Crop Mask seçeneğine tıklayın, bölgeyi maksilla ile sınırlandırmak için seçim kutusunu sürükleyin ve OK seçeneğine tıklayın.
   5. Segment > Edit Masks seçeneğine tıklayın, açılır pencerede Erase seçeneğini belirleyin ve iki boyutlu ile 3B görünümlerde maksiller dişlerle temas eden mandibüler dişleri kaldırın. Maksillayı ve maksiller diş dizisini elde edin.
   6. Fazla dişi ve komşu dişleri rekonstrükt edin. New Mask seçeneğine tıklayın, Predefined Threshold Sets kısmından Enamel (CT, Child) seçeneğini belirleyin ve hasta diş dizisi verilerini elde etmek için OK seçeneğine tıklayın.
   7. Segment > Edit Masks seçeneğine tıklayın, açılır pencerede Erase seçeneğini belirleyin ve sağ üst çene kesici dişin kök bölgesindeki gömülü fazla diş hariç gereksiz dişleri kaldırın.
   8. Fazla diş maskesini hassaslaştırmak için Segment > Edit Masks ve Multiple Slice Edit seçeneklerine tıklayın.
   9. Maksilla ve fazla diş maskelerini seçin, sağ tıklayın ve karşılık gelen 3B nesneleri oluşturmak için Calculate Part seçeneğine tıklayın.
2. Hastanın ağız içi tarama verilerini elde edin ve onarın (Şekil 2A).
   1. Taramadan önce, ağız içi 3B tarayıcıyı tarama yazılımındaki kalibrasyon modülünü kullanarak üretici talimatlarına göre kalibre edin. Bir ağız içi 3B tarayıcı (tarama hızı: 20 kare/sn; tek diş hassasiyeti: ≤0.01 mm; tarama derinliği: <22 mm) kullanarak ağız içi diş dizisi taramasını gerçekleştirin ve tarama verilerini STL formatında dışa aktarın.
   2. Geomagic Wrap 2021 (3B tarama verisi işleme yazılımı olarak adlandırılır) programını açın.
   3. File > Open seçeneğine tıklayın, maksiller diş dizisi tarama verilerinin STL dosyasını seçin ve Open seçeneğine tıklayın.
   4. Birim seçim penceresinde Millimeters seçeneğini belirleyin ve OK seçeneğine tıklayın.
   5. Taramanın kenarındaki gereksiz ve düzensiz geçersiz verileri kaldırmak için Trim > Trim with Curve seçeneğine tıklayın.
   6. Modeli kapatmak için Polygons > Fill Single Hole > Flat > Bridge seçeneğine tıklayın.
   7. Modeli onarmak için Mesh Doctor > Apply > OK seçeneğine tıklayın.
   8. Save seçeneğine tıklayın ve dosya türü olarak STL'yi seçin.

3. 3D tarama verilerinin CBCT kaynaklı rekonstrüksiyon verileriyle kaydedilmesi

1. 3B rekonstrüksiyon yazılımında, Import > STL seçeneğine tıklayın ve ağız içi tarama modelinin onarılmış STL dosyasını içe aktarın.
2. Align > Point Registration seçeneğine tıklayın; hem ağız içi tarama modelinde hem de CBCT kaynaklı diş dizilimi modelinde karşılıklı olarak tekrarlanabilir referans noktalarını seçin. İlk nokta kaydı (registrasyon) için doğrusal olmayan en az dört nokta gereklidir ve kayıt stabilitesini artırmak için altı nokta önerilir. Örneğin, her iki taraftaki üst çene santral kesici dişlerin mezioinsizal açı noktalarını, kanin dişlerin tüberkül uçlarını ve üst çene birinci molar dişlerin ya meziobukkal tüberkül uçlarını ya da santral fossalarını seçin. İlk kayıtlı modeli elde etmek için OK seçeneğine tıklayın.
3. Objects kısmında, aksiyal, sagital ve koronal düzlemlerde kayıt kalitesini değerlendirmek için Contours Visible seçeneğine tıklayın. Memnuniyet verici bir kayıt, ağız içi tarama modelinin ve CBCT kaynaklı diş dizilimi modelinin diş konturlarının, iki boyutlu görünümlerde belirgin bir translasyonel veya rotasyonel uyumsuzluk olmaksızın neredeyse tam bir görsel örtüşme göstermesiyle belirlenir. Eğer bir uyumsuzluk gözlemlenirse, nihai kayıtlı modeli elde etmek için Reposition > Move with Mouse ve Rotate with Mouse seçeneklerine tıklayarak modeli ayarlayın.
4. File > Export > Binary STL > Part seçeneğine tıklayın, gömülü süpernumerer diş modelini ve kayıtlı ağız içi tarama modelini seçin ve Add > Finish seçeneğine tıklayın.

4. Tanıma için ön diş yapısı verilerinin izole edilmesi (Şekil 2B)

1. 3B tarama veri işleme yazılımını açın.
2. Dosya > Aç seçeneğine tıklayın, üst çene diş dizisi tarama verisinin STL dosyasını seçin ve Aç seçeneğine tıklayın.
3. Birim seçim penceresinde Milimetre seçeneğini belirleyin ve Tamam'a tıklayın.
4. Kırp > Eğri ile Kırp seçeneğine tıklayın. Köpek dişinden köpek dişine kadar üst çene ön dişlerin kuron kısmını ana hatlarıyla belirlemek için diş eti sınırı boyunca sırayla tıklayın ve Uygula > Tamam'a tıklayın.
5. Model Yöneticisi'nde, ön bölge dışındaki kuron kısmını seçin, sağ tıklayın ve Sil seçeneğini belirleyin.
6. Poligonlar > Tekli Doldur > Düz > Köprüle seçeneğine tıklayın. Yeşil sınır hattını seçin, farenin sol düğmesine basılı tutarak fareyi sürükleyin ve köprülemeyi tamamlamak için karşı uçtaki sınırı seçin.
7. Model kapatmayı tamamlamak için Tümünü Doldur > Uygula > Tamam seçeneğine tıklayın.
8. Model onarımını tamamlamak için Mesh Doctor > Uygula > Tamam seçeneğine tıklayın.
9. Kaydet seçeneğine tıklayın ve dosya formatı olarak STL'yi seçin.

5. AR navigasyonunun başlatılması

NOT: Intel RealSense D415 kamera, yalnızca 1080p ve 30 fps çözünürlükte RGB görüntü elde etmek için kullanılmıştır; derinlik algılama fonksiyonu izleme veya kayıt (registration) amacıyla kullanılmamıştır. Kamera kalibrasyon parametreleri yazılım geliştirme sürecinde önceden tanımlanmış ve AR kaydı için kullanılmıştır; sonraki kullanımlarda ek bir kalibrasyona gerek duyulmamıştır. Bu sistemde kayıt işlemi, hastaya özgü üç boyutlu anterior diş dizilimi modelinin diş dizilimi belirteci olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Sistem, bu 3B modelin projekte edilen konturunu ve geometrik özelliklerini, canlı RGB kamera görüntüsündeki hastanın anterior diş dizilimi ile eşleştirmiştir. Otomatik kayıt işleminin ardından, sanal fazla diş modeli, anterior diş dizilimi modeliyle olan ameliyat öncesi tanımlanmış uzamsal ilişkisine uygun olarak görüntülenmiştir.

1. AR yazılımını açın.
2. Import STL seçeneğine tıklayın, önceki adımlarda dışa aktarılan etkilenmiş süpernümerer diş modelini ve anterior diş yapısı modelini seçin, OK'e tıklayın ve Save project seçeneğine tıklayın.

6. Ameliyat öncesi hazırlık

1. Hastayı sırtüstü pozisyona getirin ve diş koltuğunu cerrahi pozisyona ayarlayın.
2. Ağız içi ve ağız dışı bölgeleri %0,5 povidon-iyod ile dezenfekte edin.
3. Sadece burun ucundan submental bölgeye kadar olan alanı açıkta bırakarak başı, yüzü ve boynu steril örtülerle kapatın.
4. Cerrahi bölgenin bukkal ve palatal mukozasına; 68 mg artikain hidroklorür ve 17 µg epinefrin bitartrat içeren, 1:100.000 epinefrinli %4'lük artikain hidroklorürden yaklaşık 1,7 mL kullanarak lokal infiltrasyon anestezisi uygulayın.
5. Kamera veri kablosunu ve minyatür destek braketini steril bir kılıfla kapatın. Görüntüleme sırasında kamerayı steril cerrahi alandan en az 30 cm uzakta tutun.

7. AR yardımıyla cerrahi yaklaşımın oluşturulması

NOT: Prosedürü, AR teknolojisinde deneyimli bir sorumlu ağız ve çene cerrahı, bir cerrahi asistan ve bir AR operasyon asistanından oluşan bir ekiple gerçekleştirin.

1. Surgical alanı açığa çıkarmak için bir retraktör ve ağız aynası kullanarak üst dudağı geri çekin.
2. AR yazılımını ve proje dosyasını açın. Anterior diş dizilimi modelini seçin ve bunu kayıt işareti (registration marker) olarak kullanın. Virtual and Navigation > Camera AR Navigation sekmesine tıklayın, ardından AR navigasyon arayüzüne girmek için kullanılacak kamerayı seçin.
3. Navigasyon modülü başarıyla aktive edildikten sonra, navigasyon arayüzü canlı kamera görüntüsünü görüntüler. Kayıt işaretinin konturu ekranın merkezinde belirir. Kamera, cerrahi alandan belirli bir mesafe ve açıda konumlandırıldığı için, kayıt işaretinin boyutunu ve yönelimini kamera görünümündeki diş dizilimi konturuyla eşleşecek şekilde manuel olarak ayarlayın. Bu adım yalnızca başlangıç hizalaması işlevi görür; nihai kayıt işlemi Adım 7.4'te otomatik olarak tamamlanır.
4. Öznitelik eşleştirme ve lokalizasyon güvenilirliği önceden ayarlanmış eşiğe (0.7) ulaştığında, sistem kaydı otomatik olarak tamamlar. Öznitelik eşleştirme, izdüşümü alınan kontur ile hastaya özgü üç boyutlu anterior diş dizilimi modelinin geometrik özellikleri ve canlı RGB kamera görünümündeki görünür anterior diş dizilimi arasındaki eşleşmeyi ifade eder.
   NOT: Lokalizasyon güvenilirliği, diş dizilimi işaretinin kamera görünümündeki mekansal lokalizasyonunun yazılım tarafından tahmin edilen güvenilirliğini ifade eder. 0.7 eşik değeri, otomatik kaydın kabul edilmesi için gereken önceden ayarlanmış minimum takip kalitesini temsil eder. Kayıt, yalnızca hem öznitelik eşleştirme hem de lokalizasyon güvenilirliği bu eşiğe ulaştığında başarılı kabul edilmiştir. Bu eşik, hızlı tanıma ve stabil AR bindirme arasındaki dengeyi sağlamak için tekrarlanan ön testlere dayanarak seçilmiştir, ancak nicel olarak ölçülmüş bir cerrahi lokalizasyon doğruluğunu temsil etmemektedir.
5. Kayıttan sonra, diş dizilimi işaretinin konturu kırmızıdan yeşile döner. Ameliyat öncesinde tanımlanan mekansal ilişkiye göre, süpernumerer dişin sanal modeli canlı kamera görüntüsü üzerine bindirilir ve ekranda görüntülenir. Bu noktada, sanal diş modelinin görüntülenen konumu, gömülü süpernumerer dişin yerini belirtir.
6. İntraoperatif referans için sanal modelin optimal görünümünü elde etmek üzere kamera açısını ayarlayın. Kamera yavaşça döndürüldüğünde, kamera ile diş dizilimi işareti arasındaki göreceli görünüm değişir. Süpernumerer diş modeli ile diş dizilimi işareti arasındaki mekansal ilişki ameliyat öncesinde tanımlandığı için, ekrandaki sanal süpernumerer diş modeli görünümü, kamera görünümüyle uyumlu olarak güncellenir.
7. Cerrahi sırasında, AR operasyon asistanının kamerayı minyatür bir destek braketi kullanarak tutmasını sağlayın ve anterior maksiller cerrahi alanın kamera görünümünde merkezlenmesi ve kamera optik ekseninin cerrahi alan yüzeyine mümkün olduğunca dik tutulması için kamera konumunu sürekli ayarlayarak optimal bir operasyonel görünüm elde edin.
8. Sanal süpernumerer diş modelinin şeffaflığını, AR navigasyon arayüzünde neşter modelin altında görünene kadar ayarlayın. Cerrah, gerçek süpernumerer dişin yaklaşık sınırlarını tahmin etmek için bindirilmiş sanal modelin ekranda görüntülenen konturlarını kullanabilir. Ardından, süpernumerer dişin tahmini servikal bölgesi merkezli, insizyonu süpernumerer dişin uzun eksenine yaklaşık olarak dik olacak şekilde yaklaşık 1 cm'lik bir labial mukoza insizyonu yapın (Şekil 3A). Mukoperiostal flebi kaldırın ve süpernumerer dişin üzerindeki kemiği açığa çıkarın.
9. Cerrahi aletler diş dizilimi tanıma alanını sık sık kapatır ve gerçek zamanlı AR navigasyonunu kesintiye uğratırsa, görüntü sabitleme fonksiyonunu etkinleştirin. Sanal modeli canlı kamera görüntüsü üzerine bindirdikten sonra, konumunu gerçek anatomik yapılara göre sabitleyin ve süpernumerer dişin lokalizasyonu için ekran görüntüsünü intraoperatif referans olarak kullanın.
   NOT: Mevcut vakada, gerçek zamanlı AR navigasyonu minimal intraoperatif girişimle stabil kaldığı için görüntü sabitleme fonksiyonu kullanılmamıştır.

8. Gömük süpernumerer dişin açığa çıkarılması ve alınması

1. AR destekli lokalizasyon altında, sanal modelin ekranda görüntülenen konturlarına dayanarak gerçek süpernumerer dişin konumunu ve yaklaşık sınırlarını belirleyin. Süpernumerer dişin kuronu açığa çıkana kadar, tahmini kuron bölgesinin üzerindeki kemiği kaldırmak için cerrahi el aleti kullanın (Şekil 3B,C).
2. Diş açığa çıktıktan sonra, ek AR kılavuzluğuna gerek kalmadan doğrudan görselleştirme altında kesme ve ekstraksiyon işlemlerini gerçekleştirin.
3. Açığa çıkan diş yapısını meziodistal yönde keserek kuronu kökten ayırmak ve direnci ortadan kaldırmak için cerrahi el aleti kullanın. Alternatif olarak, kuron ve kökü çıkarmak için dental elevatör ve mosquito pens kullanın (Şekil 3D,F).
4. Diş folikülü dokusunun kalmadığından emin olmak için ekstraksiyon soketini bir küret ile kürete edin.
5. Diş fragmanlarının kalmadığından emin olmak için ekstraksiyon soketini steril salin ile irige edin (Şekil 3E).
6. İnsizyonu 3-0 emilmeyen sütürlerle kapatın ve hemostaz sağlamak için hemostatik gazlı bez ile basınç uygulayın.

9. Ameliyat sonrası yönetim

1. Hastayı ameliyattan sonra 1 s boyunca gözlemleyin ve belirgin bir yara kanaması olmadığında hastayı taburcu edin. Hastanın ameliyattan 2 s sonra soğuk sıvı diyete başlamasına ve kademeli olarak yumuşak diyete geçmesine izin verin. Hastaya, cerrahi bölgede sıkı ağız hijyenini koruması gerektiğini bildirin.
2. Postoperatif enfeksiyon profilaksisi için günde iki kez 0,5 g oral amoksisilin kapsülü, 3 gün boyunca reçete edin. Hastaya, postoperatif ağrı için gerektiğinde bir adet 0,3 g ibuprofen kapsülü almasını söyleyin.
3. Sütürleri ameliyattan 1 hafta sonra alın. Hastaya yara kanaması, ağrı veya rahatsızlık durumunda izleme yapmasını ve bu semptomlardan herhangi biri ortaya çıkarsa derhal tıbbi yardım almasını bildirin.

Sonuçlar

Ortodontik konsültasyon sırasında CBCT incelemesi yapılan 17 yaşındaki kadın bir hastada, ön maksiller bölgede gömülü iki süpernumerer diş tespit edilmiştir. Ortodontist tarafından yapılan değerlendirme sonucunda, iki süpernumerer dişin ve bir adet süt dişinin çekilmesi önerilmiştir. Ağız içi muayenede süt dişi görülürken, süpernumerer dişlerin hiçbirinin ağız içine sürmediği saptanmıştır. CBCT, sağ üst yan kesici dişin apeksinin üzerinde konumlanmış, tamamen kemik içinde gömülü ve ters yönelimli bir süpernumerer diş göstermiştir. Diğer süpernumerer diş ise sol üst orta kesici ile yan kesici arasında palatal tarafta, labial-palatal yönde konumlanmış olup tamamen kemikle kaplı değildi; bu nedenle lokalizasyon zorluğu nispeten düşüktü. Durum, tedavi planı, olası riskler ve alternatif tedavi seçenekleri hastaya ve ailesine ayrıntılı olarak açıklandıktan sonra, sağ üst yan kesici dişin apeksinin üzerinde bulunan ters ve kemik içinde gömülü süpernumerer dişin AR desteği ile alınmasını kabul ettiler. Diğer süpernumerer diş ve süt dişi ise geleneksel bir yaklaşımla çekilmiştir.

Perioperatif sonuçlar şu şekildeydi: dijital tasarım 15 dk sürdü. Cerrahi sırasında, ön dişler diş dizilimi markörü olarak kullanıldı. İlk manuel hizalama tamamlandıktan sonra, AR sistemi eşleştirme ve kaydı otomatik olarak tamamladığı için ek bir nokta tabanlı intraoperatif kayıt prosedürüne gerek duyulmadı. AR destekli lokalizasyon kullanan cerrah, insizyon bölgesini belirledi ve gömülü fazla dişin açığa çıkarılması için kemik penceresini hazırladı. İnsizyondan gömülü fazla dişin tamamen çıkarılmasına kadar geçen cerrahi prosedür 10 dk sürdü. İşlem sırasında, cerrahi aletlerin diş dizilimi tanıma alanını engellemesi nedeniyle AR takibi geçici olarak kesintiye uğradı. Ön dişler yeniden açığa çıktıktan sonra sistem onları tekrar tanıdı ve navigasyon yeniden başladı.

Komşu diş köklerinde veya önemli nörovasküler yapılarda herhangi bir intraoperatif hasar gözlenmemiştir. Gömülü süpernumerer diş, direnci ortadan kaldırmak için kuron seksiyone edildikten sonra tamamen çıkarılmıştır. Postoperatif inceleme, çıkarılan dişin bütün olduğunu ve ekstraksiyon soketinde herhangi bir kalıntı diş fragmanı veya dental folikül dokusu kalmadığını gösterdiğinden, ek bir postoperatif CBCT incelemesi yapılmamıştır. Diğer süpernumerer diş, konvansiyonel insizyon ve flep kaldırılması sonrası çıkarılmış ve gömük süt dişi rutin olarak alınmıştır.

Hasta, dikişlerin alınması için cerrahiden 1 hafta sonra geri döndü. Klinik muayene, cerrahi bölgede mukoza kızarıklığı, şişlik veya diğer inflamasyon belirtilerinin olmadığını gösterdi. Hasta, herhangi bir mukozal duyusal anormallik bildirmedi. Komşu dişlerde perküsyonla hassasiyet ve mobilite gözlenmedi.

Şekil 1Preoperatif CBCT görüntüleri ve süpernumerer dişlerin 3B rekonstrüksiyonu. (A) sagital, (B) aksiyel ve (C) anterior maksilladaki gömülü süpernumerer dişlerin konumunu (kırmızı oklar) ve bunların komşu diş kökleri ile çevre kemik ile olan ilişkisini gösteren koronal CBCT görüntüleri. (D) Maksillayı, diş dizisini ve iki süpernumerer dişi gösteren 3B rekonstrüksiyon modeli. Kırmızı model, AR desteğiyle çıkarılan labial süpernumerer dişi; yeşil model ise konvansiyonel yaklaşımla çıkarılan palatal süpernumerer dişi temsil etmektedir. Lütfen bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayın.

Şekil 2: Ağız içi tarama modelinin işlenmesi. (A) Rekonstrüksiyon modeli ile kayıt için kullanılan, onarılmış üst çene ağız içi tarama modeli. (B) İşaretçisiz AR kontur kaydı için kullanılan, kırpılmış üst çene anterior diş modeli. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Gömülü süpernumerer dişin artırılmış gerçeklik destekli çıkarılmasındaki temel intraoperatif adımlar. (A) İnsizyon öncesi lokalizasyon. Gömülü süpernumerer dişin sanal modeli, AR navigasyon arayüzünde görüntülenen canlı kamera görüntüsünün üzerine bindirilmiştir. Yeşil kontur kaydedilmiş anterior diş yapısını, yeşil dolu model ise gömülü süpernumerer dişin planlanan konumunu temsil etmektedir. (B) Kemik kaldırılması sırasında lokalizasyona rehberlik etmek için AR navigasyonu kullanılmıştır. (C) Üstteki kemiğin kaldırılmasının ardından gömülü süpernumerer diş açığa çıkarılmıştır. (D) Kesilen diş parçası çekim soketinden çıkarılmıştır. (E) Gömülü süpernumerer dişin tamamen çıkarılmasından sonra çekim soketi kontrol edilmiştir. (F) Tam çıkarılmayı onaylamak için çekilen süpernumerer diş incelenmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

Süpernumerer dişler yaygın bir gelişimsel dental anomali olup; komşu dişlerin anormal sürümü, kök rezorpsiyonu, dental ark düzensizlikleri ve kist oluşumu gibi komplikasyonlara yol açabilir. Daimi diş sürümünü engelleyen, komplikasyon riski taşıyan veya sonraki ortodontik tedavi planlamasını etkileyen süpernumerer dişler için cerrahi olarak uzaklaştırılma genellikle temel tedavi seçeneğidir. Mukozayı delerek sürmüş ve doğrudan görülebilen veya kemiği delmiş olup mukoza insizyonu sonrası görselleştirilebilen süpernumerer dişlerin çıkarılması nispeten kolaydır. Buna karşın, kemik içinde tamamen gömülü kalan süpernumerer dişler cerrahi sahada doğrudan gözlemlenemez. Bu dişlerin labial-palatal konumunun belirlenmesi, kemik penceresi boyutu ve cerrahi yaklaşım, temel olarak cerrahın preoperatif görüntüleri mekansal olarak yorumlamasına ve klinik deneyimine bağlıdır; bu durum, özellikle daha az deneyimli genç cerrahlar için vakaları daha zorlu hale getirir. Gömülü süpernumerer dişlerin çıkarılmasında konvansiyonel cerrahi teknikler de kullanılabilse de, bunların başarısı büyük ölçüde cerrahın deneyimine bağlıdır. İntraoperatif lokalizasyon gerçek diş konumundan saparsa, aşırı kemik kaldırılması meydana gelebilir ve bu da komşu diş köklerinin veya önemli anatomik yapıların zarar görme riskini artırır. Günümüzde, gömülü süpernumerer dişlerin çıkarılmasında çeşitli dijital teknolojiler uygulanmış ve diş konumunun belirlenmesi, kemiğin korunması ve komplikasyonların azaltılması konusunda ön sonuçlar göstermiştir. Ancak, bu yöntemler yüksek zaman maliyeti, pahalı ekipmanlar ve yaygın uygulama zorluğu gibi sınırlamalara sahip olmaya devam etmektedir.

Bu çalışma, gömülü fazla dişlerin çıkarılması için stereo kamera tabanlı ve artırılmış gerçeklik destekli bir yöntem önermektedir. Ameliyat öncesinde, CBCT ve ağız içi tarama verileri kullanılarak fazla dişin ve komşu dişlerin 3B modelleri yeniden oluşturulur. İşaretçisiz AR kayıt işlemi yoluyla sanal model, AR navigasyon arayüzünde görüntülenen canlı kamera görüntüsünün üzerine bindirilerek cerrahın gömülü fazla dişin konumunu tahmin etmesine yardımcı olacak görsel bir referans sağlar. Bu iş akışında, başarılı bir uygulama için tatmin edici CBCT-ağız içi tarama kaydı, stabil diş tanıma ve nispeten tutarlı bir kamera pozisyonu korunurken kamera açısının uygun şekilde ayarlanması kritik adımlardır. Bu adımlar, net bir operasyon alanı görünümü ve stabil bir AR bindirmesi elde etmek için gereklidir. Bu nedenle, güvenilir ameliyat öncesi dijital tasarım ve AR sisteminin ameliyat sırasında yetkin bir şekilde çalıştırılmasını sağlamak için yeterli preklinik eğitim ve tekrarlı uygulama gereklidir. Harici işaretçilere veya fiziksel cerrahi kılavuzlara dayanan navigasyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında, bu yöntem cerrahi sahaya ek yapay işaretçilerin yerleştirilmesini gerektirmez. Bu durum, sınırlı ağız içi alan ve cerrahi sahada ekstra kayıt cihazlarından kaynaklanan girişimi azaltırken, kayıt temeli olarak dişlerin doğal morfolojisinin korunmasını sağlar. Bu sistemde cerrahi saha görüntüleri bir kamera tarafından yakalanır ve AR bindirmesi bir ekranda görüntülenir. Dolayısıyla, sistemin uygulaması kamera açısından, cerrahi sahanın açıklığından ve aletlerin görüşü engellemesinden etkilenir. Anterior maksiller bölgedeki labial yaklaşım genellikle daha doğrudan bir kamera görünümü ve cerrahi sahanın yeterli şekilde açığa çıkmasını sağlar. Bu yaklaşımda yumuşak doku ve alet engelleri nispeten sınırlıdır, bu da diş konturunun tanınmasının sürdürülmesi ve sanal-gerçek bindirme stabilitesi için daha uygundur. Geleneksel cerrahi ile karşılaştırıldığında, bu yöntem cerrahın kemik penceresi tasarımını optimize etmesine ve cerrahi yaklaşımı yerelleştirmesine yardımcı olabilir, böylece potansiyel olarak komplikasyon riskini azaltabilir. Diğer dijital tekniklerle karşılaştırıldığında, bu yöntem nispeten basit bir donanım konfigürasyonuna sahiptir ve maliyet ile iş akışı açısından belirli avantajlar sunar.

Ancak, bu protokolün hâlâ çeşitli sınırlamaları bulunmaktadır. Mevcut durumda AR, gömülü fazla dişin lokalizasyonuna yardımcı olmak için kullanılmış ve tahmini lokalizasyon konumu, insizyon konumlandırma ile kemik penceresi hazırlığına yardımcı olacak görsel bir referans olarak kullanılmıştır. Protokol; önceden planlanmış bir insizyon hattı, önceden tanımlanmış bir kemik penceresi sınırı, cerrahi trajektori veya diş kesme düzlemi sağlamamıştır, bu da AR'nin bu iş akışındaki rolünü bir dereceye kadar sınırlamıştır. Gelecekteki vakalarda; insizyon hattının tasarımı, kemik penceresi sınırının tanımlanması, cerrahi trajektorinin tasarımı ve diş kesme düzleminin önceden tanımlanması, preoperatif dijital tasarıma dahil edilebilir ve AR kullanılarak intraoperatif olarak görselleştirilebilir; böylece bu tekniğin cerrahi yol planlaması ve operatif kılavuzluk için değeri daha da artırılabilir. AR navigasyon görüntüsü, cerrahi alanın kamera tabanlı yakalanmasına bağlıdır ve görüntü netliği, ışıklandırma koşulları, kamera açısı ve cerrahi alanın açığa çıkma durumu, diş dizilimi kontur tanıma ve kayıt stabilitesini etkileyebilir. İşlem sırasında kamera, steril koşullar altında bir asistan tarafından tutulur. Bu nedenle, el titremesi veya bakış açısindeki değişikliklerin neden olduğu üst üste binme sapmalarını önlemek için kamera ile cerrahi alan arasındaki göreceli stabilite korunmalıdır. Ayrıca, bu protokolde kullanılan markırsız kayıt yöntemi, ön diş diziliminin konturuna dayanmaktadır. Cerrahi aletler, aspiratörler veya yumuşak doku, kamera görüşünü engelleyerek navigasyonu kesintiye uğratabilir. Bu gibi durumlarda, cerrahi iş akışını etkileyebilecek tekrarlanan kayıt işlemleri gereklidir. Dahası, cerrah AR üst üste binmesini temel olarak bir ekran üzerinden gözlemler. Yeni başlayanlar için, ekrana dayalı iki boyutlu görüntüleme, insan gözünün doğal stereoskopik görmesinden farklıdır ve bu durum, sanal model ile gerçek cerrahi alan arasındaki uzaysal ilişkinin anlaşılmasını zorlaştırabilir. Bu sorunları gidermek için hem eğitim hem de sistem optimizasyonu yoluyla iyileştirmeler yapılabilir. İlk olarak, cerrahların görüntü kaydı, sanal-gerçek üst üste binme yorumlaması ve AR destekli kemik penceresi lokalizasyonuna alışmalarını sağlamak için 3B yazıcıyla üretilmiş modellerle standart simülasyon eğitimleri kullanılabilir, böylece teknolojiye yetersiz aşinalıktan kaynaklanan lokalizasyon hataları azaltılabilir. İkinci olarak, izleme algoritmaları ve klinik uygulama senaryoları daha fazla optimize edilebilir. Örneğin, stabil kayıt sağlandığında, diş dizilimi konturu ile sanal model arasındaki uzaysal ilişki kilitlenebilir ve diş özellikleri yeniden açığa çıktıkça sanal modelin konumu gerçek zamanlı olarak güncellenebilir. El tipi kamera titreşimini ve operasyonel yükü azaltmak için kamera, mekanik bir destekle sabitlenebilir veya bir ameliyat ışığına entegre edilebilir.

Gömülü fazla dişlerin çıkarılmasına yönelik stereo kamera tabanlı AR destekli yöntem, intraoperatif lokalizasyon için sezgisel ve basitleştirilmiş bir görsel yardım sağlar. Bu yöntem; donanım yapılandırması, iş akışı ve potansiyel klinik uygulama açısından belirli avantajlara sahiptir. Ancak, mevcut tek vakalık gösterim yalnızca klinik uygulamadaki fizibiliteyi kanıtlamaktadır ve klinik uygulamasına ihtiyatla yaklaşılmalıdır. Lokalizasyon doğruluğunu, klinik etkinliğini ve güvenliğini doğrulamak için daha geniş örneklemli ve çok merkezli çalışmalara ihtiyaç vardır. Ekipmanın teknik avantajları ve erişilebilirliği göz önüne alındığında, bu yöntem, gelişmiş dijital cerrahi ekipmanlara erişimin genellikle sınırlı olduğu birinci basamak sağlık hizmetleri ortamlarında gelecekte kullanım potansiyeline sahip olabilir. Bu çalışma, gömülü fazla dişlerin çıkarılmasında bu tekniğin kullanımının fizibilitesini öncül olarak göstermekte ve standardize edilmiş bir AR destekli çekim iş akışının oluşturulması için metodolojik bir temel sunmaktadır.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
%0.5 povidone-iyod	N/A	N/A	Cerrahi öncesinde ağız içi ve ağız dışı dezenfeksiyon için kullanılır.
3-0 emilmeyen ipek sütür	Johnson (Suzhou) Medical Devices Co., Ltd.		Doku sütürleme.
%4 epinefrinli artikain hidroklorür			Lokal anestezi için kullanılır.
Kamera	Intal RealSense	D415	İşaretleyicinin tanınması için gerçek zamanlı görsel alanın elde edilmesinde kullanılır.
CBCT	Quantitative Radiology s.r.1.Verona, Italy	New Tom 3G	Dişin ve çevre yapıların görüntülerinin elde edilmesinde kullanılır.
Küret	N/A	N/A	Çekim soketinin küretlenmesi ve kalıntı dental folikül dokusunun temizlenmesi için kullanılır.
Dental elevatör	N/A	N/A	Bölünmüş kuron ve kök fragmanlarının gevşetilmesi ve çıkarılması için kullanılır.
E3D CMF	Hunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd., Hunan, China.	https://www.e3d-med.com/	AR navigasyon yazılımı.
Geomagic Wrap 2021	3D Systems Corporation	version 2021	Ağız içi tarama modelinin işlenmesi ve kayıt işaretleyicisi olarak kullanılmak üzere ön dişlerin segmentasyonu.
Hemostatik gazlı bez	N/A	N/A	Yara kapatma sonrası kompresyon hemostazı için kullanılır.
Ağız içi tarayıcı	SHINING 3D	Aoralscan 3 CA3-C80046J04;https://www.shining3d.cn/	Dijital dental ark verilerinin elde edilmesinde kullanılır.
J45-LED cerrahi el aleti	Guangdong JINME Medical Technology Co., Ltd.	45-TUP; https://www.jinmedental.cn/	Süpernumerer dişin üzerindeki kemiğin kaldırılması ve kuronun kökten ayrılması.
Dizüstü bilgisayar	Lenovo Group Limited	Legion Y7000 IRX9; Intel Core i7-13650HX CPU; NVIDIA GeForce RTX 4060 Laptop GPU, 8 GB GDDR6; 24 GB DDR5 RAM; 512 GB SSD.	AR yazılımının çalıştırılması.
Mimics	Materialise	version 21.0	Üç boyutlu rekonstrüksiyon için kullanılır.
Steril örtüler	N/A	N/A	Sadece cerrahi bölgeyi açıkta bırakacak şekilde baş, yüz ve boynu örtmek için kullanılır.
Steril kılıf	N/A	N/A	İntraoperatif görüntüleme sırasında kamera veri kablosunu ve minyatür destek braketini örtmek için kullanılır.
USB 3.0 kablosu	N/A	N/A	Görüntü alımı için kamerayı dizüstü bilgisayara bağlamak için kullanılır.