بالتأكيد، يُعدّ تطبيق التقنيات الرقمية في تقويم الأسنان حديثاً نسبياً. ومع ذلك، فإن صعود التكنولوجيا الرقمية يقودنا حتماً إلى عصر جديد من ممارسة تقويم الأسنان.

أصبحت سير العمل الرقمية الآن جزءاً لا يتجزأ من أنشطتنا اليومية في طب الأسنان الحديث.

فهذه التقنيات الرقمية حاضرة في كل مرحلة. من اكتساب الطبعات البصرية إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الاستريوليثوغرافيا، وإنتاج صواني المحاذاة التقويمية المخصّصة، والإعداد الرقمي.

يُعدّ الإعداد الرقمي مثالاً ممتازاً على كيفية تعزيز الأدوات الرقمية لعلاج تقويم الأسنان.

1 لمحة تاريخية

بدأ كل شيء في أواخر التسعينيات، عندما طوّرت مجموعة من المهندسين الأمريكيين الشباب برنامجاً حاسوبياً قادراً على افتراض الأقواس السنّية ومحاكاة حركات الأسنان الفردية، مما يتيح تصحيح سوء الإطباق وسوء وضعيات الأسنان باستخدام صواني المحاذاة.

وقد كان هذا ميلاد الإعداد الرقمي الحديث.

كانت Align Technology، بنظام صواني Invisalign الخاص بها، أول شركة تنجح في تصنيع أجهزة قائمة على إعداد رقمي.

2 تعريف الإعداد الرقمي

بشكل عام، الإعداد هو تصوّر لوضع محتمل بعد العلاج.

الشكل 1 / الإعداد الرقمي

3 إنشاء الإعداد الرقمي

انطلاقاً من الطبعات البصرية المأخوذة مباشرة في الفم، أو الطبعات الممسوحة ضوئياً، أو النماذج الممسوحة ضوئياً، يُنشئ البرنامج (مثل ClinCheck من Invisalign، Approver من Spark) نموذجاً نهائياً افتراضياً بناءً على توجيهات الممارس.

تُفصل الوحدات السنّية السنخية بشكل فردي ثم تُعاد وضعيتها في النموذج الرقمي العامل.

بمجرد إعادة إنتاج محور الأسنان وموضعها ونقاط تماسها، وكذلك الكفاف اللثوي، افتراضياً، يُطبَّق خطة العلاج وتُسلسَل الحركات في فيديو من قبل البرنامج.

الشكل 2 / واجهة برنامج Invisalign CLINCHECK

في العلاجات التي تتضمّن صواني محاذاة شفافة، تتطلّب هذه المرحلة من تسلسل الحركات — معاينة تسلسل كل حركة سنّية فردية — اهتماماً خاصاً.

يتلقّى الممارس محاكاة علاج أولية يمكنه إجراء أي تغييرات مرغوبة عليها.

وبهذا يمكنه معاينة كل حركة بشكل فردي، أو كل خطوة علاجية، أو العلاج بأكمله ككل.

يُتيح البرنامج تجميع الحركات التي يكمل بعضها بعضاً في خطوة واحدة وتأجيل الحركات المتعاكسة إلى مراحل لاحقة. على سبيل المثال، التوسيع المستعرض والإمالة اللسانية للقواطع تعمل معاً بشكل جيد جداً، مولّدةً نفس التشوّه تماماً للصينية.

ومن المهم أيضاً ملاحظة مدى سرعة حدوث حركات الأسنان لأنه من الممكن تسريع حركة معيّنة باستخدام مساعدات العلاج (على سبيل المثال، ارتداء المطّاطات ليلاً أو ارتداؤها باستمرار طوال اليوم).

بدقّة ملحوظة، يصوّر البرنامج مقدار حركة كل سنّ في ثلاثة مستويات مكانية ويحدّد مقدار تقليل المينا بين الأسنان أو التشذيب، عند الحاجة، مع إمكانية إنشاء خطط علاج متعدّدة.

يتيح البرنامج أيضاً طلب سيناريوهات علاج مختلفة وتلقّي إعدادات متعدّدة من أجل مقارنتها واختيار خطة العلاج الأنسب للحالة السريرية.

يمكن أن يساعد ذلك الممارس على تقرير ما إذا كان سيُعالج الحالة بقلع علاجي أو بدونه، أو ما إذا كان سيُجري تقليلاً بين الأسنان، إلخ.

بمجرد اكتمال المحاذاة الافتراضية، يحدّد الممارس عدد المراحل اللازمة للتصحيح النهائي. وبما أن حركات الأسنان يجب أن تُنفَّذ تدريجياً، فإن كل خطوة لا تتضمّن سوى بضع درجات من الدوران أو بضع أعشار من الميليمتر من الحركة.

تتوافق كل خطوة مع نموذج افتراضي يُولِّده النظام كملف STL.

ثم يُطبع كل ملف رقمي ثلاثياً ليُستخدم كنموذج لإنشاء الصواني المُشكّلة حرارياً المخصّصة في مختبر الأسنان.

4 الإعداد التقليدي (اليدوي) مقابل الإعداد الرقمي

تقليدياً، كان فنّي المختبر يقطع الأسنان من النموذج الجبسي ويُعيد وضعيتها في الشمع في وضع مثالي.

الشكل 3 / الإعداد التقليدي

تتيح هذه المحاكاة تقييم الأهداف العلاجية المحتملة مثل إجراء التشذيب (تقليل المينا بين الأسنان) أو القلع السنّي العلاجي.

في عام 1956، استخدم Kesling الإعداد التقليدي لإنهاء علاجاته التقويمية ولاحقاً لتخطيط العلاج وتشخيصات تقويم الأسنان.

يستند الإعداد الرقمي إلى نفس مبادئ الإعداد اليدوي. غير أن في النهج الرقمي، يتم فصل الأسنان عبر إجراء رقمي دقيق جداً، على عكس قطع النموذج الجبسي القياسي الذي يُتلف بنية السن في الجبس.

في النموذج الرقمي، تُجزَّأ الأسنان باستخدام تقنيات التجزئة الافتراضية. على سبيل المثال، في برنامج 3Shape، تبدأ عملية التجزئة بوضع نقطة على الجانب الإنسي والوحشي لكل سن في النموذج الافتراضي. يمكن أن تتم هذه العلامة بشكل شبه تلقائي، لكن التحقق اليدوي من المستخدم مطلوب.

ثم يرسم البرنامج خط تجزئة على طول الهامش اللثوي، يفصل تيجان الأسنان عن اللثة، ويُعرّف نقاط التماس بين الأسنان.

في الإعداد الرقمي، يُحدَّد شكل القوس بشكل فردي بأدوات البرنامج، بينما يستند إلى شكل مُحدَّد مسبقاً في الإعداد التقليدي.

5 مزايا الإعداد الرقمي

إنشاء إعداد رقمي يستهلك وقتاً أقل بكثير من إجراء إعداد يدوي.

يُجرى الإعداد الرقمي أمام شاشة وبالتالي فهو أكثر مرونة بكثير من إعداد جبسي كلاسيكي.

يمكن إجراء التعديلات على النموذج الرقمي الافتراضي بشكل لا نهائي. يمكن حفظ كل تعديل، بينما مع الإعداد اليدوي، أي تعديل لا رجعة فيه.

إجراء الفصل أو التجزئة الرقمية للأسنان يزيد الدقة مقارنة بقطع الأسنان من الجبس.

في الإعداد الرقمي، يُحدَّد شكل القوس بشكل فردي لكل حالة، على عكس النهج القياسي القائم على المختبر.

يمكن حفظ الإعداد الرقمي بسهولة، مما يُلغي الحاجة إلى النماذج الجبسية ومشاكل التخزين المرتبطة بها.

حركات الأسنان دقيقة بشكل استثنائي ويمكن تقييمها بسهولة باستخدام تراكب لأوضاع الأسنان مع الترميز اللوني لمقارنة أوضاع الأسنان الأولية والنهائية.

تتيح البرامج الأكثر تقدّماً الآن أيضاً تركيب الإعداد على الصور الإشعاعية الرقمية، عبر دمج النماذج الافتراضية (ملفات STL) مع ملفات DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) من CBCT أو التصوير المقطعي المخروطي.

على سبيل المثال، مع نظام Insignia® من Ormco، يُتيح الجمع بين الطبعات البصرية واكتساب Cone Beam تقييم توازي الجذور وسماكات العظم أو الممر السنخي، وبالتالي مراعاة كل من تيجان الأسنان وجذورها عند تخطيط حركات الأسنان.

وفعلاً، استفادت العلاجات التقليدية متعدّدة الحاصرات بحاصرات شدقية أيضاً من هذه التطورات الرقمية. يمكن الآن تخصيص تصميمها بالكامل: يمكن تخصيص بيانات شق الحاصرة، ويمكن صنع أسلاك التقويم على المقاس أيضاً.

أدى التقدم المستمر في التقنيات الرقمية إلى تطوير هذه الأنظمة منذ نشأتها لزيادة القابلية للتنبؤ والفعالية العلاجية.

أصبح من الممكن الآن قياس مدى الحركات المقصودة بدقة. وبفضل استخدام Big Data — جمع وتحليل نقدي للحركات التي تتحقّق وتلك التي لا تتحقّق بالصواني — يتم الآن اكتشاف الحركات التي هي في الحدود أو المستحيلة التحقيق بشكل أفضل.

أدى التحليل الرقمي لهذه البيانات إلى تحسينات في النظام، مثل المرفقات المُحسَّنة، وإلى توسيع نطاق تطبيقات النظام.

هذا أصل قيّم للممارس الواصف، يمكّنه من توقّع الحاجة إلى مختلف الإكسسوارات لتحقيق الحركات المرغوبة بشكل أفضل (على سبيل المثال، اختيار المرفقات السنّية، المطّاطات بين الفكين، البراغي الصغيرة، أو الحاصرات الملصقة المركّبة). كما يتيح تخطيط أي مراحل قد تُجمَع مع الأساليب التقويمية التقليدية.

الشكل 4 / مثال على مساعدات الحركة: المرفقات السنّية

بفضل التكنولوجيا الرقمية، يمتلك الممارس تحكّماً متزايداً باستمرار على العلاجات المُخطَّط لها. يمكنه إنشاء وتصوّر وتعديل إعدادات مختلفة دون تكبّد تكاليف إضافية. يمكن تنفيذ سلسلة التشخيص–الإعداد–تصنيع الصواني بأكملها جزئياً أو حتى بالكامل في عيادة الأسنان.

لم يعد الممارس يعتمد على إعداد واحد يقترحه فنّي المختبر، والتواصل مع الفنّي أكثر سلاسة وبساطة بكثير.

يُسهّل الإعداد أيضاً التواصل بين أخصائي تقويم الأسنان والمريض.
يمكن للمرضى بسهولة معاينة علاج تقويم الأسنان مع الممارس، وكذلك النتيجة النهائية. وهذا مفيد بشكل خاص في الحالات التي قد يكون فيها القلع ضرورياً. يُستخدم الإعداد كأداة لشرح الأساس المنطقي وراء هذا الاختيار ويساعد المرضى على تقبّل علاجهم بشكل أفضل.

علاوة على ذلك، باستخدام هذه الأدوات الرقمية لتخطيط علاج تقويم الأسنان، أصبح من الممكن الآن المقارنة الافتراضية بين حركات الأسنان المُخطَّط لها في وقت معيّن والوضع التقويمي الفعلي للمريض. وهذا يجعل من الممكن متابعة وتقييم تقدّم المريض التقويمي بشكل أكثر موضوعية، مثل نظام مراقبة رقمي.

6 حدود تقويم الأسنان الرقمي

يجب أن نعترف بأن الإعدادات الرقمية أدوات افتراضية ولا تشمل جميع العوامل البيئية المطلوبة عند وضع خطة علاج شاملة — مثل التثبيت السنّي (المُحدَّد بنسبة التاج السريري/الجذر السريري ونوع الوجه)، العلاقات السهمية والأمامية للفكين، إغلاق الشفتين، خط الابتسامة، إلخ.

الإعداد مفيد لإظهار المراحل المختلفة للعلاج للمريض. ومع ذلك، من الضروري شرح أن الأسنان لا تتحرّك تماماً بنفس الطريقة التي تتحرّك بها على شاشة الحاسوب، لأنها جزء من نظام بيولوجي حي.

حتى مع الكشف الدقيق عن الحركات التي تكون قابلة للتنبؤ بدرجة أو بأخرى، يبقى من الحيوي احترام بعض المبادئ البيولوجية والميكانيكية الحيوية التي تحكم حركة الأسنان داخل العظم السنخي والنظام العضلي الهيكلي.

قد يحدّ تصنيع أجهزة تقويم الأسنان مسبقاً، مثل الصواني الشفافة، بناءً على إعدادات رقمية، من قدرة الممارس على إجراء تعديلات سريعة في الحالات السريرية غير المتوقعة.

7 الخاتمة

أدوات تخطيط علاج تقويم الأسنان الرقمية هي تقنيات متطوّرة تُمكّن الممارسين من تصوّر إعدادات مختلفة، وتراكب حركات الأسنان، وتركيب الطبعات الرقمية مع الصور الإشعاعية. كما تتيح تصوّر تسلسلات تشكّل الصواني.

القابلية للتنبؤ هي أصل رئيسي للإعداد الرقمي، إذ تتيح تحليلاً كمياً دقيقاً للغاية لحركات الأسنان.

غير أن إعادة وضعية الأسنان وإجراء التصحيحات التقويمية يجب أن تأخذ دائماً في الاعتبار الأنظمة الهيكلية والعضلية الأكثر تعقيداً بكثير — وليس فقط النموذج الافتراضي المعروض على شاشة الحاسوب.

لهذا السبب، من الضروري أن يُشرف على الإعداد ممارس مُدرَّب على هذه الأدوات والتقنيات الرقمية، إذ هو الوحيد الذي يمكنه تحديد ما إذا كانت حركات الأسنان الافتراضية المُبرمجة على الحاسوب قابلة للتحقيق فعلاً في الفم، آخذاً في الاعتبار الحالات اللثوية، الإطباق، ونوع الجهاز المُستخدم، من بين عوامل أخرى.

تستمر أدوات برامج تقويم الأسنان في التطوّر كل يوم، مُتطلّعةً بشكل متزايد إلى المستقبل — خاصة من خلال استخدام Big Data وظهور الذكاء الاصطناعي في طب الأسنان.