1 Εισαγωγή και ιστορική αναδρομή

Τα τελευταία χρόνια, η εξέλιξη της σύγχρονης εμφυτευματολογίας, των τεχνικών απεικόνισης και η ψηφιακή επανάσταση έχουν επιτρέψει την ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου που είναι η εμφυτευματολογία με τη βοήθεια υπολογιστή (Computer-Assisted Implantology, CAI) ή καθοδηγούμενη εμφυτευματολογία.

Αυτή η καινοτόμος τεχνική επιτρέπει την τοποθέτηση οδοντικών εμφυτευμάτων με τη βοήθεια ενός οδηγού που κατασκευάζεται ψηφιακά και δεν παρεκκλίνει από τον βασικό κανόνα της σύγχρονης εμφυτευματολογίας, όπου το προσθετικό σχέδιο καθορίζει τη θέση του εμφυτεύματος και συνεπώς τη χειρουργική επέμβαση.

Ιστορικό

Οι πρώτοι οδηγοί χρονολογούνται από το 1999 και ήταν οστικής έδρασης. Μια επεμβατική χειρουργική με κρημνό ήταν τότε απαραίτητη για τον έλεγχο της σωστής θέσης του οδηγού στο οστό. Μετά την αναπέταση του κρημνού, η εσωτερική επιφάνεια του οδηγού προσαρμοζόταν και σταθεροποιούνταν απευθείας στο οστό.

Οι οδηγοί αυτοί κατασκευάζονταν με βάση την τρισδιάστατη ανακατασκευή του οστού, μετατρέποντας τα ακτινολογικά αρχεία DICOM σε αρχεία .STL. Έτσι, ο πλήρως νωδός ασθενής ήταν αυτός που ωφελήθηκε πρώτος από την καθοδηγούμενη χειρουργική λόγω των προβλημάτων που συναντώνταν με τους ακτινολογικούς οδηγούς της εποχής.

Μερικά χρόνια αργότερα, το 2002, γεννήθηκε ο οδηγός βλεννογόνιας έδρασης χάρη στη χρήση μιας ακτινο-αδιαφανούς υπερώας που οριοθετεί τον όγκο των μαλακών ιστών. Η τεχνική της διπλής σάρωσης επέτρεψε την κατασκευή οδηγών βλεννογόνιας έδρασης για χειρουργική Flapless. Αυτή η τεχνική επιτρέπει την αποφυγή της αναπέτασης κρημνού και άρα την εργασία διαουλίως.

Χάρη στις αξονικές τομογραφίες (Scanner και Cone Beam), διακρίνονται οι οστικές περιοχές από τους μαλακούς ιστούς. Η εσωτερική επιφάνεια του απεικονιστικού οδηγού επέτρεπε την ακριβή μοντελοποίηση του χειρουργικού οδηγού.

Εικόνα 1 — Στερεολιθογραφικός χειρουργικός οδηγός βλεννογόνιας έδρασης

Τέλος, οι οδηγοί τελευταίας γενιάς κατασκευάζονται από ψηφιοποιημένα εργαστηριακά εκμαγεία και η πιο πρόσφατη εξέλιξη συνίσταται στη χρήση του οπτικού αποτυπώματος ενδοστοματικά για τον σχεδιασμό του χειρουργικού οδηγού.

Σήμερα, η καθοδηγούμενη εμφυτευματολογία βρίσκει την ένδειξή της σε μερικώς νωδούς ασθενείς.

2 Αρχή και στάδια του σχεδιασμού

Η αρχή

Η καθοδηγούμενη χειρουργική εμφυτευμάτων χρησιμοποιεί ένα λογισμικό σχεδιασμού που επιτρέπει το «Matching» ή την επιπροβολή των ακτινολογικών (αρχείο DICOM) και κλινικών (αρχείο STL) δεδομένων του ασθενούς. Τα αρχεία DICOM προέρχονται από μια εξέταση Cone Beam ή από αξονικό τομογράφο. Τα αρχεία STL προέρχονται από τα ψηφιακά αποτυπώματα του στόματος του ασθενούς.

Η επιπροβολή όλων αυτών των ψηφιακών αρχείων μπορεί να γίνει αυτόματα ή χειροκίνητα. Το Matching έχει ως στόχο να αντιστοιχίσει τα ακτινολογικά δεδομένα με τις οδοντικές και ουλικές επιφάνειες επί των οποίων θα εδράζεται η εσωτερική επιφάνεια του οδηγού.

Εικόνα 2 — Matching του αρχείου DICOM και STL με το λογισμικό QuickVision 3D

Τα στάδια του σχεδιασμού της εμφυτευματολογίας

Το προσθετικό σχέδιο μπορεί να είναι εξ ολοκλήρου ψηφιακό, με την εκτέλεση ενός εικονικού wax-up στις περιοχές των νωδοτήτων. Αυτό επιτρέπει να ληφθεί στην ίδια εικόνα η ανατομική κατάσταση και το προσθετικό σχέδιο.

Η κατασκευή του χειρουργικού οδηγού απαιτεί συνεπώς τον συνδυασμό τριών στοιχείων:

• Τα δεδομένα DICOM από το Cone Beam
• Ένα εικονικό wax-up του προσθετικού σχεδίου
• Τα ψηφιακά αποτυπώματα του ασθενούς

Τα λογισμικά σχεδιασμού επιτρέπουν την ανάδειξη του κάτω φατνιακού νεύρου.

Μόλις η μελλοντική πρόθεση είναι στη θέση της, γίνεται η επιλογή της θέσης, του μήκους και του άξονα των εμφυτευμάτων. Αυτό επιτρέπει την τοποθέτηση της ένδειξης ενδεχόμενου οστικού μοσχεύματος ή ανύψωσης ιγμορείου (sinus-lift) και την πρόβλεψη του τρόπου προσθετικής σύνδεσης: βιδωτή εάν το εμφύτευμα είναι στον ιδανικό προσθετικό άξονα ή συγκολλητή με γωνιώδες κολόβωμα εάν η έξοδος του φρεατίου της βίδας του εμφυτεύματος βρίσκεται στην παρειακή όψη της μελλοντικής πρόθεσης.

Σε περίπτωση πολλαπλών εμφυτευμάτων, είναι επίσης δυνατός ο έλεγχος του παραλληλισμού τους.

Εικόνα 3 — Τοποθέτηση των εμφυτευμάτων στο λογισμικό σχεδιασμού QuickVision 3D

Στη συνέχεια, μοντελοποιούνται εικονικοί κύλινδροι έναντι των εμφυτευμάτων πάνω από την ουλική ακρολοφία, ώστε να μην παρεμποδίζεται η εισαγωγή του οδηγού στο στόμα. Ο χειρουργικός οδηγός είναι τελικά έτοιμος να μοντελοποιηθεί πάνω στο αρχείο STL του νωδού τόξου, επιλέγοντας με ακρίβεια τις επιφάνειες έδρασης. Ο οδηγός δημιουργείται εικονικά και ένα αρχείο STL αυτού μπορεί να εξαχθεί προκειμένου να εκτυπωθεί.

Εικόνα 4 — Σχεδιασμός του χειρουργικού οδηγού στο λογισμικό σχεδιασμού QuickVision 3D

3 Κατασκευή του οδηγού με εκτύπωση 3D

Υπάρχουν πολυάριθμες προσθετικές διαδικασίες, δηλαδή η FDM (Fused Deposition Modeling), η SLS (Selective Laser Sintering ή εκλεκτική πυροσυσσωμάτωση με laser). Ωστόσο, η τεχνική εκτύπωσης 3D γνώρισε άνθηση τα τελευταία χρόνια χάρη στην τεχνική SLA (Στερεολιθογραφία).

Η SLA συνίσταται στον πολυμερισμό στρώμα-στρώμα μέσω δέσμης laser μιας υγρής φωτοευαίσθητης ρητίνης. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει τον συνδυασμό υψηλού επιπέδου ακρίβειας (έως 10 µm πάχος στρώματος εκτύπωσης) και μιας τέλεια λείας επιφανειακής υφής.

Εκτυπωτές ολοένα και πιο εργονομικοί και απλοί στη χρήση, προσαρμοσμένοι στην οδοντιατρική πρακτική και με προσιτό κόστος, προσφέρονται από τους κατασκευαστές, δημιουργώντας μια νέα αγορά για τα οδοντιατρεία.

Μόλις εκτυπωθεί ο οδηγός, πρέπει να απολιπανθεί με εμβύθιση σε λουτρό ισοπροπυλικής αλκοόλης για 20 λεπτά, στη συνέχεια να ξεπλυθεί και να στεγνωθεί, και έπειτα να υποστεί μετα-πολυμερισμό με πέρασμα από ειδικό φούρνο υπεριωδών (UV).

Μετά τη στίλβωση του οδηγού, οι κυλινδρικοί δακτύλιοι τιτανίου τοποθετούνται με απλή τριβή. Η συσκευή μπορεί τότε να αποστειρωθεί σε αυτόκαυστο ή με ακτινοβολία γάμμα, ή ακόμα να απολυμανθεί εν ψυχρώ με εμβύθιση σε διάλυμα χλωρεξιδίνης.

Εικόνα 5 — Χειρουργικός οδηγός με τους μεταλλικούς δακτυλίους τοποθετημένους

4 Οι διάφοροι τύποι χειρουργικών οδηγών

Διαφορετικοί τύποι χειρουργικών οδηγών είναι δυνατοί ανάλογα με τη χειρουργική τεχνική: οδηγοί κατευθυντήριοι με πέρασμα μόνο του πιλοτικού τρυπανιού ή οδηγοί πλήρως καθοδηγούμενης χειρουργικής.

Ανάλογα με τον επιθυμητό τύπο οδηγού, η διάμετρος των κυλίνδρων του μπορεί να ποικίλλει, καθώς θα εισαχθούν σε αυτούς σωληνίσκοι τιτανίου. Οι εμφυτευματικοί οδηγοί διαφέρουν επίσης ανάλογα με τον τύπο έδρασης: οδοντικής, βλεννογόνιας ή οστικής.

Χειρουργικός οδηγός οστικής έδρασης

Αυτός ο τύπος χειρουργικών οδηγών απαιτεί σημαντική ανύψωση βλεννογονοπεριοστικού κρημνού (ολικού πάχους) ώστε να τοποθετηθεί και να σταθεροποιηθεί, και γι' αυτόν τον λόγο χρησιμοποιείται ολοένα και λιγότερο από τους κλινικούς, ή ακόμα εγκαταλείπεται, καθώς αντιβαίνει στη φιλοσοφία της καθοδηγούμενης χειρουργικής, που στοχεύει στην προώθηση των ελάχιστα επεμβατικών τεχνικών.

Οδηγός βλεννογόνιας έδρασης

Αυτός ο οδηγός ενδείκνυται στις περιπτώσεις πλήρους νωδότητας. Το κύριο πλεονέκτημά του έγκειται στην ελάχιστα επεμβατική χειρουργική τεχνική Flapless, που αποφεύγει την προσφυγή σε περιοστικό κρημνό. Ωστόσο, ο χειρισμός του απαιτεί ορισμένη εμπειρία. Αυτός ο οδηγός απαιτεί τη χρήση ενός κλειδιού σύγκλεισης και έπειτα την τοποθέτηση βιδών καθήλωσης ή σταθεροποίησης, που ονομάζονται και διοστικοί σφήνες, για να υπάρξει σταθερή συγκράτηση και βέλτιστη σταθερότητα.

Η επιφάνεια έδρασης επί της οποίας εδράζεται ο οδηγός είναι ο βλεννογόνος, μια ενδοτική επιφάνεια με πάχος που φτάνει έως τα 3 ή 4 mm. Μια ανομοιόμορφη πίεση θα μπορούσε να προκαλέσει απόκλιση και κατά συνέπεια παρέκκλιση του αρχικού σημείου εισόδου και άρα της προγραμματισμένης γωνίωσης των εμφυτευμάτων.

Οδηγός οδοντικής έδρασης

Ενδείκνυται στις περιπτώσεις μερικής νωδότητας πρόσθιας ή οπίσθιας εγκιβωτισμένης, αλλά και στις τελικές νωδότητες που δεν υπερβαίνουν τα 30 mm ζώνης νωδότητας. Επιτρέπει την πραγματοποίηση χειρουργικών επεμβάσεων με ή χωρίς κρημνό. Είναι ο πιο ακριβής από όλους τους χειρουργικούς οδηγούς, ιδίως στην περίπτωση εγκιβωτισμένης νωδότητας.

5 Λογισμικά και συστήματα καθοδηγούμενης χειρουργικής

Σήμερα, υπάρχουν διαφορετικά λογισμικά και συστήματα σχεδιασμού, μεταξύ άλλων το Simplant της Dentsply Sirona, τα συστήματα Nobel Guide και Nobel Clinician της Nobel Biocare, το σύστημα Easy Guide, το σύστημα CoDiagnostics της Dental Wings και τέλος το περίφημο BlueSky Plan.

Το τελευταίο αναπτύχθηκε από την αμερικανική εταιρεία Blue Sky Bio και έχει την ιδιαιτερότητα ότι μπορεί να ληφθεί δωρεάν από το διαδίκτυο. Χάρη σε αυτό το ελεύθερης πρόσβασης εργαλείο, είναι δυνατή η εικονική μοντελοποίηση του χειρουργικού οδηγού και στη συνέχεια η εξαγωγή του αρχείου STL ώστε να εκτυπωθεί μέσω τρίτου λογισμικού.

6 Πλεονεκτήματα της καθοδηγούμενης χειρουργικής

Η καθοδηγούμενη χειρουργική επέτρεψε τη βελτίωση των συμβατικών τεχνικών που χρησιμοποιούνται στην εμφυτευματολογία, οι οποίες παρουσιάζουν περιορισμούς ως προς την ακρίβεια σε σχέση με την επιλογή του άξονα του εμφυτεύματος και την εγγύτητά του στις ρίζες των παρακείμενων δοντιών και στα διάφορα ανατομικά στοιχεία. Πράγματι, επιτρέπει την πρόβλεψη των ανατομικών εμποδίων αλλά και τον σεβασμό του υπολειπόμενου οστικού όγκου και την αντιστοιχία με τον άξονα της μελλοντικής πρόθεσης.

Εξάλλου, ο χρόνος της επέμβασης συντομεύεται, η χειρουργική είναι αναπαραγώγιμη, λιγότερο επεμβατική και η ιχνηλασιμότητα διευκολύνεται. Αυτό ωφελεί τόσο τον ασθενή όσο και τον κλινικό.

Η χειρουργική Flapless μειώνει το άγχος του χειρουργού και τον αυτοσχεδιασμό κατά τη διάρκεια της επέμβασης και διασφαλίζει τη χειρουργική πράξη σεβόμενη το οστικό περιβάλλον.

Η ακριβής τοποθέτηση του εμφυτεύματος στο διαθέσιμο οστό επιτρέπει τη μείωση της προσφυγής σε μοσχεύματα ή ακόμα επιτρέπει την τοποθέτηση εμφυτευμάτων σε πολύπλοκες περιπτώσεις, όπου προηγουμένως ανατομικοί περιορισμοί είχαν αποτρέψει τη θεραπεία.

Επιπλέον, αυτή η τεχνική βελτιώνει τα προσθετικά αποτελέσματα και διευκολύνει την προκατασκευή της πρόθεσης. Η προσφυγή στην καθοδηγούμενη χειρουργική εγγυάται καλύτερο έλεγχο των μετεγχειρητικών επιπλοκών. Επιτρέπει τη μείωση του διεγχειρητικού αιμορραγικού κινδύνου και του λοιμογόνου κινδύνου, καθώς και τη μείωση του μετεγχειρητικού πόνου και της φλεγμονής, άρα τη βελτιστοποίηση της ταχύτητας επούλωσης.

Ο χειρουργικός οδηγός μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως εργαλείο επικοινωνίας με τον ασθενή, που χρησιμεύει για να του εξηγήσει και να τον καθησυχάσει μέσω της οπτικοποίησης διαφόρων αντιλήψεων των κλινικών περιπτώσεων.

7 Δυσκολίες, περιορισμοί και ακρίβεια

Δυσκολίες και περιορισμοί

Παρά την ασφάλεια που προσφέρει αυτή η τεχνολογία στον κλινικό, υπό την προϋπόθεση εξαιρετικής αυστηρότητας μεταξύ όλων των σταδίων, δεν τον απαλλάσσει από την ενσωμάτωση πρωτίστως των θεμελιωδών αρχών της ανατομίας και της εμφυτευματολογίας.

Η πρώτη δυσκολία στη χειρουργική με τη βοήθεια υπολογιστή έγκειται στην έλλειψη στοματικού ανοίγματος, από όπου και η συχνή αδυναμία τοποθέτησης εμφυτευμάτων στην οπίσθια περιοχή, ιδίως παρουσία του οδηγού, καθώς είναι δύσκολη η εισαγωγή του τρυπανιού στους δακτυλίους.

Οι συγγραφείς έχουν επίσης διαπιστώσει ότι η τεχνικότητα που συνδέεται με την καθοδηγούμενη χειρουργική απαιτεί μια σχετικά απότομη καμπύλη μάθησης, καθώς πρόκειται για τεχνική πολύ ευαίσθητη και εξαρτώμενη από τον χειριστή, και πρέπει να υιοθετείται με προφυλάξεις. Έχουν αναφερθεί καλοήθεις επιπλοκές, ιδίως οι αποκλίσεις μεταξύ προσομοίωσης και πραγματικότητας.

Παρατηρήσεις σχετικά με την ακρίβεια

Η αναζήτηση της ακρίβειας είναι αναγκαία σε όλα τα στάδια και απαιτεί την ακριβή εφαρμογή των πρωτοκόλλων: ψηφιακός σχεδιασμός, σχεδίαση και τοποθέτηση του χειρουργικού οδηγού, τοποθέτηση των εμφυτευμάτων χάρη στους κυλίνδρους καθοδήγησης (δακτύλιοι) και τέλος τοποθέτηση της πρόθεσης.

Η απόκλιση μεταξύ της πραγματικής μετεγχειρητικής θέσης του εμφυτεύματος και της θεωρητικής του θέσης στο λογισμικό σχεδιασμού εμφυτευμάτων προσδιορίζεται με τη μέτρηση τριών παραμέτρων:

• Η απόκλιση στο σημείο εισόδου της διάτρησης (σε mm) ή στο επίπεδο του αυχένα του εμφυτεύματος
• Η απόκλιση στο ακρορρίζιο (σε mm)
• Η γωνίωση του εμφυτεύματος (σε μοίρες): απόκλιση στην εγγύς-άπω ή παρειο-υπερώια/γλωσσική κατεύθυνση

Στην καθοδηγούμενη χειρουργική, τα στάδια διαδέχονται το ένα το άλλο: η ακτινολογική εξέταση, η πληροφορική προσομοίωση των μελλοντικών εμφυτευμάτων, η κατασκευή του στερεολιθογραφικού οδηγού, η δοκιμή αυτού και η ίδια η καθοδηγούμενη χειρουργική. Αυτό συσσωρεύει τον αριθμό των πιθανών σφαλμάτων που κινδυνεύουν να μειώσουν την ακρίβεια της χειρουργικής, λαμβάνοντας υπόψη ότι δεν μπορούμε να ενοχοποιήσουμε τη διαδικασία της στερεολιθογραφίας, καθώς το ποσοστό σφάλματος της τεχνικής SLA δεν υπερβαίνει το 0,1%.

Το κόστος

Παρά τα αναρίθμητα πλεονεκτήματά της, η προσφυγή στην καθοδηγούμενη χειρουργική δεν είναι ακόμη συστηματική και το κύριο εμπόδιο είναι προφανώς το κόστος. Συχνά θεωρούμενο υψηλό, επηρεάζει σημαντικά την τιμή της θεραπείας εμφυτεύματος. Η εκτύπωση 3D απευθείας στο οδοντιατρείο επιτρέπει τη μείωση του κόστους και αυτό κάνουν ολοένα και περισσότεροι οδοντίατροι εμφυτευματολόγοι. Αυτό απαιτεί βέβαια μια προηγούμενη εκπαίδευση για την εξοικείωση με αυτή την τεχνική που είναι η στερεολιθογραφία, αλλά πρόκειται για ένα πρωτόκολλο απλό, γρήγορο, χωρίς ουσιαστικά να επηρεάζει το κόστος της θεραπείας εμφυτεύματος.

8 Συμπέρασμα

Η πλήρης ψηφιακή ροή επιτρέπει τη μεταφορά του εικονικού ψηφιακού σχεδίου απευθείας στο λογισμικό σχεδιασμού για την παραγωγή του χειρουργικού οδηγού υπό μορφή αρχείου STL και την απόκτηση μιας εξατομικευμένης ιατροτεχνολογικής συσκευής.

Το πρωτόκολλο της καθοδηγούμενης χειρουργικής, επί μακρόν δεσμευμένο στις πολύπλοκες περιπτώσεις λόγω του κόστους του, ενσωματώνεται σήμερα ολοένα και περισσότερο στα πλάνα θεραπείας στην εμφυτευματολογία.

Ωστόσο, η μεγάλη διαφωνία ανάμεσα στα αποτελέσματα της βιβλιογραφίας σχετικά με το κέρδος ακρίβειας που υπόσχεται αυτή η τεχνική θα πρέπει να μας προβληματίζει, γιατί δεν μπορούμε να έχουμε τυφλή εμπιστοσύνη στον χειρουργικό οδηγό. Η χρήση αυτού του εργαλείου αποτελεί πολύτιμη βοήθεια αλλά δεν επιτρέπει την απαλλαγή από τη σημασία της γνώσης και της εμπειρίας του οδοντιάτρου.

Πράγματι, αυτή η μέθοδος πρέπει ακόμη να αποδείξει την αξία της ιδίως σε επίπεδο ακρίβειας, αλλά είναι αναμφισβήτητο ότι η αρχή είναι επαναστατική και επιτρέπει την επέκταση των δυνατοτήτων του ψηφιακού και των προσθετικών τεχνικών για μια οδοντιατρική 4.0.