هرچند کاربرد فناوری‌های دیجیتال در ارتودنسی نسبتاً جدید است، اما رشد دیجیتال به‌ناچار ما را در عصر جدیدی از عمل ارتودنسی فرو می‌برد.

گردش کار دیجیتال امروزه بخش جدایی‌ناپذیر از روزانه ما در دندان‌پزشکی مدرن است.

در واقع، این فناوری‌های دیجیتال در همه سطوح حضور دارند، از ثبت قالب‌گیری نوری تا چاپ سه‌بعدی با استریولیتوگرافی، الاینرهای ارتودنسی سفارشی، تا Set-Up دیجیتال.

Set-Up دیجیتال نمونه کاملی از استفاده از ابزار دیجیتال در حداکثر امکانات آن است.

۱ نگاه تاریخی

تاریخ از پایان دهه ۹۰ آغاز شد، زمانی که مهندسان جوان آمریکایی نرم‌افزاری را توسعه دادند که امکان مجازی‌سازی قوس‌های دندانی و حرکات دندانی شخصی‌سازی‌شده را برای اصلاح ناهنجاری‌های اکلوزال و موقعیتی دندان از طریق الاینرها فراهم می‌کرد.

این تولد Set-Up دیجیتالی بود که امروزه می‌شناسیم.

Align Technology، با سیستم الاینرهای Invisalign، اولین شرکتی بود که موفق شد دستگاه‌هایی را از روی Set-Up دیجیتال بسازد.

۲ تعریف Set-Up دیجیتال

به‌طور کلی Set-Up، نمایش یک وضعیت پس از درمان احتمالی است.

شکل ۱ — Set-Up دیجیتال

۳ اجرای Set-Up

از قالب‌گیری‌های نوری انجام‌شده مستقیماً در دهان، قالب‌گیری‌های اسکن‌شده یا مدل‌های اسکن‌شده، نرم‌افزار (مانند Clin Check از Invisalign یا Approver از Spark) مدل مجازی نهایی را بر اساس دستورالعمل‌های پزشک می‌سازد.

واحدهای دندان-آلوئولار به‌صورت فردی جدا می‌شوند و سپس به مدل کاری دیجیتال یکپارچه می‌شوند.

هنگامی که محور، موقعیت، نقاط تماس دندان‌ها و وضعیت لثه به‌صورت مجازی بازتولید شدند، طرح درمان اعمال می‌شود و حرکات توسط نرم‌افزار به‌صورت ویدیویی توالی می‌یابند.

شکل ۲ — رابط نرم‌افزار CLINCHECK از Invisalign

در درمان‌ها با الاینرهای نامرئی، این مرحله توالی‌گذاری حرکات که شامل پیش‌نمایش زنجیره هر جابه‌جایی است، باید توجه ویژه‌ای دریافت کند.

پزشک یک شبیه‌سازی اولیه از درمان دریافت می‌کند که می‌تواند هر تغییری را که می‌خواهد روی آن اعمال کند.

به این ترتیب می‌تواند هر حرکت را به‌صورت فردی، هر مرحله درمانی، یا درمان را به‌صورت کلی پیش‌نمایش کند.

نرم‌افزار امکان گروه‌بندی حرکاتی که همدیگر را تقویت می‌کنند در یک مرحله و انتقال حرکات متضاد به مرحله بعدی را فراهم می‌کند. این مورد در مورد گسترش عرضی و لینگوورژن دندان‌های پیشین صادق است که با هم خوب کار می‌کنند و دقیقاً همان تغییر شکل را در الاینر ایجاد می‌کنند.

همچنین باید سرعت انجام حرکات دندانی را بررسی کرد، چرا که می‌توان جابه‌جایی را با کمک ابزارهای کمکی درمان (مانند پوشیدن کشی شبانه یا پوشیدن مداوم در طول روز) تسریع کرد.

نرم‌افزار با دقت بالایی امکان نمایش مقدار حرکت هر دندان در سه صفحه فضا، تعیین مقدار استریپینگ مینایی یا کاهش پروگزیمال در صورت نیاز را فراهم می‌کند. همه این‌ها با امکانات پروژه‌های متعدد.

نرم‌افزار امکان درخواست سناریوهای مختلف درمان و دریافت چندین Set-Up را برای مقایسه و انتخاب مناسب‌ترین طرح درمان برای وضعیت بالینی فراهم می‌کند.

این به پزشک در تصمیم‌گیری برای درمان مورد با یا بدون کشیدن درمانی، انجام کاهش‌های اینترپروکسیمال کمک می‌کند.

هنگامی که هم‌ترازی مجازی انجام شد، پزشک تعداد مراحل لازم برای اصلاح نهایی را تعیین می‌کند. در واقع، جابه‌جایی‌های دندانی باید بسیار تدریجی، چند درجه چرخش یا چند دهم میلی‌متر بین هر مرحله انجام شوند.

هر مرحله مربوط به یک مدل مجازی به‌صورت فایل STL است که توسط سیستم تولید می‌شود.

هر فایل دیجیتال سپس با چاپگر سه‌بعدی چاپ می‌شود تا به‌عنوان پشتیبانی برای ساخت الاینرهای ترموفرم شخصی‌سازی‌شده در آزمایشگاه پروتز عمل کند.

۴ Set-Up سنتی (دستی) در مقابل Set-Up دیجیتال

به‌طور سنتی، کافی بود تکنسین آزمایشگاه دندان‌های مدل گچی را برش دهد و آن‌ها را در موم در موقعیتی بهینه قرار دهد.

شکل ۳ — Set-Up سنتی

این شبیه‌سازی امکان ارزیابی اهداف درمانی بالقوه مانند انجام استریپینگ (کاهش مینایی اینترپروکسیمال) یا کشیدن دندان درمانی را فراهم می‌کند.

Kesling در سال ۱۹۵۶ از Set-Up سنتی برای پایان‌دادن به درمان‌های ارتودنسی خود و سپس در برنامه‌ریزی درمان‌ها و تشخیص ارتودنسی استفاده کرد.

Set-Up دیجیتال بر همان اصول Set-Up دستی استوار است. با این حال، جداسازی دندان‌ها طبق روال دیجیتال بسیار دقیق برخلاف برش مدل استاندارد که ساختار دندان‌ها در گچ را از بین می‌برد، انجام می‌شود.

دندان‌های مدل دیجیتال با تکنیک‌های تقسیم‌بندی مجازی برش داده می‌شوند. به‌عنوان مثال در نرم‌افزار 3Shape، فرایند تقسیم‌بندی با علامت‌گذاری یک نقطه از سمت مزیال و یک نقطه از سمت دیستال روی هر دندان مدل مجازی شروع می‌شود. علامت‌گذاری می‌تواند به‌صورت نیمه‌خودکار انجام شود اما در این حالت تأیید دستی کاربر لازم است.

سپس، نرم‌افزار یک خط تقسیم‌بندی در ارتفاع لثه ترسیم می‌کند، تاج دندان‌ها را از قسمت لثه‌ای جدا می‌کند و تماس‌های اینترپروکسیمال را تعریف می‌کند.

در Set-Up دیجیتال، شکل قوس به‌صورت شخصی‌سازی‌شده با ابزارهای نرم‌افزاری تعریف می‌شود، در حالی که در Set-Up سنتی بر اساس شکلی از پیش تعیین‌شده است.

۵ مزایای Set-Up دیجیتال

اجرای Set-Up دیجیتال بسیار کم‌زمان‌تر از اجرای Set-Up دستی است.

Set-Up دیجیتال جلوی صفحه نمایش انجام می‌شود. به همین دلیل بسیار انعطاف‌پذیرتر از Set-Up کلاسیک گچی است.

تغییرات روی مدل مجازی دیجیتال می‌تواند بی‌نهایت چندین برابر شود. هر تغییر می‌تواند ذخیره شود، برخلاف Set-Up دستی که هر تغییر برگشت‌ناپذیر است.

روال جداسازی یا تقسیم‌بندی مجازی دندان‌ها امکان به‌دست‌آوردن دقت بیشتری نسبت به برش دندان‌های گچی را فراهم می‌کند.

در Set-Up دیجیتال، شکل قوس به‌صورت فردی متناسب با هر مورد، برخلاف Set-Up استاندارد انجام‌شده در آزمایشگاه، تعیین می‌شود.

Set-Up دیجیتال می‌تواند به‌راحتی ذخیره شود و امکان رهایی از مدل‌های گچی با همه مشکلات ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند.

حرکات دندانی انجام‌شده با دقت بالایی هستند و به‌راحتی با روی هم قرار دادن دندان‌ها با کد رنگی متفاوت ارزیابی می‌شوند که امکان مقایسه موقعیت اولیه و نهایی دندان‌ها را فراهم می‌کند.

نرم‌افزارهای جدید پیشرفته‌تر همچنین امکان روی هم قرار دادن Set-Up و رادیوگرافی دیجیتال را با ترکیب مدل‌های مجازی به‌صورت فایل STL و فایل‌های DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) از CBCT یا Cone Beam Computed Tomography فراهم می‌کنند.

با سیستم Insignia® از Ormco به‌عنوان مثال، اتصال قالب‌گیری نوری و ثبت Cone Beam امکان ارزیابی موازی بودن ریشه‌ها، ضخامت‌های استخوانی یا کریدور آلوئولار را فراهم می‌کند تا هم تاج‌ها و هم ریشه‌های دندانی در حین جابه‌جایی‌های دندانی برنامه‌ریزی‌شده در نظر گرفته شوند.

در واقع، درمان‌های مولتی‌براکت کلاسیک با براکت‌های وستیبولار نیز از این پیشرفت‌های دیجیتال بهره‌مند شده‌اند. طراحی آن‌ها امروزه می‌تواند به‌طور کامل با اطلاعات موجود در شیار براکت شخصی‌سازی‌شده و سیم‌های ارتودنسی نیز سفارشی انجام شود.

پیشرفت‌های مداوم در فناوری‌های دیجیتال، امکان تکامل سیستم را از زمان ایجاد آن برای افزایش پیش‌بینی‌پذیری و کارآمدی درمانی آن فراهم کرده‌اند.

اکنون می‌توان دامنه حرکات در نظر گرفته‌شده را به‌دقت کمی‌سازی کرد و به‌لطف بهره‌برداری از Big Data — که شامل جمع‌آوری و تحلیل انتقادی بازخورد حرکات به‌دست‌آمده یا به‌دست نیامده با الاینرها است — حرکات حدی یا حتی غیرممکن، بهتر شناسایی می‌شوند.

این بهره‌برداری دیجیتال از داده‌ها امکان بهبود سیستم را از جمله از طریق بهبود اتاچمنت‌ها و گسترش زمینه کاربرد سیستم فراهم می‌کند.

این کمک ارزشمندی به پزشک تجویزکننده است، چرا که به او اجازه می‌دهد ضرورت تجهیزات مختلف را در به‌دست آوردن حرکات مطلوب بهتر پیش‌بینی کند، از جمله انتخاب اتاچمنت‌های دندانی کمکی حرکات، استفاده از کشی‌های اینترماگزیلاری، مینی‌اسکروها، اتصالات ارتودنسی چسب‌شده ترکیبی. همچنین به او اجازه می‌دهد مراحلی را که می‌توانند به درمان‌های ارتودنسی ترکیبی سنتی متصل شوند، پیش‌بینی کند.

شکل ۴ — نمونه ابزارهای کمکی حرکات: اتاچمنت‌های دندانی

به‌لطف دیجیتال، پزشک بیش از پیش بر درمان‌هایی که در نظر می‌گیرد مسلط است. می‌تواند Set-Up‌های مختلف را بدون هزینه اضافی اجرا، نمایش و اصلاح کند. کل زنجیره تشخیص — Set-Up — ساخت الاینر می‌تواند تا حدی یا به‌طور کامل در مطب انجام شود.

پزشک دیگر فقط به Set-Up پیش‌بینی‌شده توسط تکنسین آزمایشگاه خود وابسته نیست و ارتباط با او بسیار آسان‌تر و روان‌تر است.

Set-Up همچنین ارتباط بین ارتودنتیست و بیمار را تسهیل می‌کند.
بیمار می‌تواند درمان ارتودنسی خود را به‌راحتی با پزشک و همچنین نتیجه نهایی پیش‌نمایش کند. این به‌ویژه در مواردی که کشیدن احتمالی لازم است جالب است. Set-Up به‌عنوان پشتیبانی برای توضیح به بیمار دلایل این انتخاب و کمک به او در پذیرش بهتر درمان عمل می‌کند.

علاوه بر این، به‌لطف این ابزارهای دیجیتال برنامه‌ریزی درمان ارتودنسی، می‌توان امروزه حرکات پیش‌بینی‌شده توسط درمان را در یک لحظه دقیق با وضعیت ارتودنسی واقعی به‌صورت مجازی مقایسه کرد، که امکان کنترل و ارزیابی عینی‌تر پیشرفت‌های ارتودنسی بیمار را درست مانند یک سیستم نظارت دیجیتال فراهم می‌کند.

۶ محدودیت‌های دیجیتال در ارتودنسی

باید پذیرفت که Set-Up‌های دیجیتال فقط ابزارهای مجازی هستند و بنابراین تمام عناصر محیطی را که باید در تدوین طرح درمان جامع در نظر گرفته شوند، در بر نمی‌گیرند: مانند لنگرگاه دندانی (تعیین‌شده با نسبت تاج بالینی/ریشه بالینی و نوع صورت)، رابطه ماگزیلاها در صفحه ساژیتال و قدامی، خط لبخند، اکلوژن لبی…

Set-Up به‌عنوان ابزاری برای نشان دادن مراحل درمان به بیمار عمل می‌کند. با این حال، مهم است که به او توضیح داده شود که دندان‌ها دقیقاً به همان شکلی که روی صفحه نمایش رایانه حرکت می‌کنند، حرکت نمی‌کنند، چرا که آن‌ها بخشی از یک موجودیت زیستی هستند.

تشخیص حتی به‌صورت دقیق حرکات ارتودنسی کم‌وبیش پیش‌بینی‌پذیر، رعایت برخی اصول زیستی و

بیومکانیکی را که جابه‌جایی‌های دندانی در سطح آلوئولی و عضلانی-اسکلتی را اداره می‌کنند، منتفی نمی‌کند.

پیش‌ساخت تجهیزات ارتودنسی از روی Set-Up‌های دیجیتال مانند الاینرهای نامرئی می‌تواند امکانات واکنش پزشک را در هنگام مواجهه با وضعیت‌های بالینی غیرمنتظره پیچیده‌تر کند.

۷ نتیجه‌گیری

ابزارهای دیجیتال برنامه‌ریزی درمان ارتودنسی فناوری‌های پیشرفته‌ای هستند که به پزشک امکان نمایش Set-Up‌های مختلف، روی هم قرار دادن حرکات و روی هم قرار دادن قالب‌گیری‌های دیجیتال و تصاویر رادیولوژی را می‌دهند. همچنین امکان نمایش مورفینگ مجموعه الاینرها را فراهم می‌کنند.

پیش‌بینی‌پذیری مزیت اصلی Set-Up دیجیتال است، چرا که امکان تحلیل دیجیتال حرکات دندانی را با دقت بالایی فراهم می‌کند.

با این حال، موقعیت‌دهی مجدد دندان‌ها و اصلاحات ارتودنسی باید با در نظر گرفتن یک سیستم اسکلتی و عضلانی بسیار پیچیده‌تر از مدل دیجیتال مجازی قابل مشاهده روی صفحه نمایش انجام شوند.

به همین دلیل ضروری است که Set-Up توسط پزشکی که در این ابزارها و تکنیک‌های دیجیتال آموزش‌دیده، انجام شود، چرا که فقط او قادر است تصمیم بگیرد آیا حرکات مجازی تحمیل‌شده بر دندان‌ها روی کامپیوتر در دهان قابل اجرا خواهند بود، با در نظر گرفتن شرایط پریودنتال، اکلوزال و دستگاه استفاده‌شده…

این ابزارهای نرم‌افزاری ارتودنسی هر روز در حال تکامل هستند تا بیشتر به سمت آینده حرکت کنند، به‌ویژه با بهره‌برداری از Big Data و ورود هوش مصنوعی به دنیای دندان‌پزشکی.