USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE REHABILITATION OF PATIENTS IN CASE OF IMPLANTS WITH IMMEDIATE FUNCTION
USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE REHABILITATION OF PATIENTS IN CASE OF IMPLANTS WITH IMMEDIATE FUNCTION
Abstract
The clinical case of a patient with complete edentulism of the upper jaw, who needed rehabilitation with the use of fixed prosthesis with combined fixation on implants with immediate loading, which allowed to provide a high level of life quality in the postoperative period, was analysed.
The authors present a protocol for immediate function of implants with temporary prosthetic constructs, which allows to predict the timing of prosthetic loading by using neural networks and to monitor the parameters responsible for the osseointegration process. The protocol includes a modern digital cycle of examination, planning, surgical intervention, fabrication of the prosthesis in a CAD\CAM centre and its insertion within 72 hours in the oral cavity.
Based on the obtained data, it can be stated that the digital patient management concept using artificial intelligence significantly reduces the working time from the diagnosis and planning phase to the installation of the temporary orthopaedic structure in the rehabilitation phase of the patient.
At six months, radiographic follow-up was performed, indicating the absence of bone loss around the implants and their survival during the period of integration under the combined fixation orthopaedic structure.
1. Введение
Цифровые стоматологические технологии в последнее время приобрели значительную популярность и внедряются в рабочий процесс как несъемного протезирования, так и протезирования на имплантатах , , включая 3D визуализацию, размещение имплантатов с использованием цифрового шаблона, цифровое сканирование, компьютерное проектирование и производство (CAD/CAM) временных и постоянных конструкций , .
Цифровое планирование и сканирование имплантатов при полной адентии, хирургические операции с использованием шаблонов и технологии CAD/CAM считаются относительно новыми технологиями в области имплантологического протезирования, благодаря которым протоколы диагностики планирования и реализации лечения ортопедического лечения постоянно совершенствуются . Следует отметить, что такое лечение имеет высокую стоимость, поэтому для ортопедического лечения ряда пациентов остается традиционная техника оттиска полной дуги с открытой и шинированной ложкой .
Полное цифровое сканирование имплантатов у пациентов с полной адентией является процедурой, чувствительной к технике из-за отсутствия таких анатомических ориентиров, как зубы . Но точность полного цифрового сканирования позиции имплантатов сегодня подтверждена современными исследованиями. Большинство из них проводились in vitro и показали, что выявляемая погрешность цифровой технологии сравнима с точностью оттисков .
Некоторые авторы считают, что недостаточно данных о 3D печатных слепках, полученных из файлов стандартного языка тестирования (STL-файлы) . Для полного цифрового рабочего процесса необходимо использование внутриротового сканера, который генерирует файлы STL, используемые при изготовлении прототипов протезов и окончательных несъемных полных зубных протезов на имплантатах, аналогично традиционному .
Сочетание традиционного и цифрового рабочих процессов является текущим стандартом восстановления полностью отсутствующих зубов с помощью имплантатов , однако постоянное развитие CAD/CAM технологии может обеспечить решение возникающих проблем полным эффективным цифровым протоколом.
Целью данного исследования явилась оценка выживаемости имплантатов при полной адентии, подвергшихся немедленной нагрузке временной конструкцией согласно данным искусственного интеллекта.
2. Методы и принципы исследования
После сбора информации у пациента при первичном осмотре цифровые данные анализируются и фиксируются в базе данных электронной истории болезни. Далее производится создание цифрового проекта положения имплантатов относительно костных параметров и моделирование навигационного шаблона в программе 3SHAPE Implant Studio. После утверждения проекта шаблон отправляется на печать, калибруется и проходит дезинфекционную обработку.
В процессе операции производится местная инфильтрационная анестезия, откидывается слизисто-надкостничный лоскут, далее накладывается накостный навигационный шаблон для остеотомии, фиксируются пины в кости для его стабильности на поверхности альвеолярного гребня.
Проводится пошаговое сверление от малого до большого диаметра кости верхней челюсти сверлами через отверстия в шаблоне.
Имплантаты устанавливаются в необходимые позиции с помощью понижающего наконечника и имплантовода из навигационного набора. Контроль первичной стабильности фиксируется с помощью динамометрического ключа, а с помощью аппарата Pinguin (Швеция) частотно-резонансным методом определяется микроподвижность имплантата. Имплантаты считаются успешно интегрированными при немедленной нагрузке, если достигается крутящий момент по ключу не менее 30 Н·см, ISQ коэффициент стабильности аппаратом более 70 единиц.
После установки имплантатов в заданное положение проводят установку multiunit (мультиюнит) и фиксацию на них сканмаркеров. В процессе сканирования получают оптический образ положения имплантатов и мягких тканей. Далее выгружают информацию в программу EXOCAD и моделируют новую ортопедическую конструкцию относительно образа старого протеза.
Временная мостовидная шинирующая конструкция на титановых основаниях с опорой на мультиюниты из полиметилметаакрилата (PMMA) фрезеруется в CAD/CAM центре и с помощью винтов прикручивается к ним.
3. Основные результаты
Пациент Галина К. обратилась в клинику с жалобами на снижение уровня качества жизни (подвижность мостовидного протеза верхней челюсти, боль при пережевывании пищи).
Из анамнеза: пациенту ранее установлен металлокерамический мостовидный протез с опорой на собственные зубы верхней челюсти и монотельные имплантаты более 10 лет назад.
Рисунок 1 - Вид старой металлокерамической конструкции с опорой на монотельные имплантаты и зубы верхней челюсти:
а – старая ортопедическая конструкция; б – рентгенографическая оценка состояния опорных зубов
Рисунок 2 - Портретное фото пациента для оценки «линии улыбки»
Рисунок 3 - Рентгенологический образсо старым протезом
Примечание: DICOM-файл
Рисунок 4 - Оценка оптической плотности кости по Хаусфилду
Рисунок 5 - Нанесение жидкого кофердама на слизистую для дополнительной оптической ретенции
Рисунок 6 - Оптический образ протезов в смыкании с нанесенными метками
В программе определен образ позиции имплантатов в области 1.6, 1.4, 1.2, 2.2, 2.4 зубов относительно будущего временного протеза, альвеолярного гребня и гайморовой пазухи, подобраны их дизайн, диаметр и длина, определен угол наклона, а также тип фиксации относительно костных параметров (рис. 7).
Рисунок 7 - Позиции имплантатов относительно образа ортопедической конструкции в программе Еxoplan
Примечание: подбор дизайна и размеров имплантатов
Рисунок 8 - Цифровой образ навигационного шаблона для остеотомии с фиксирующими пинами
Примечание: вид сверху
Рисунок 9 - Ввод данных в электронную базу медицинской карты пациента
Перед операцией проводилась механическая калибровка, очистка и дезинфекционная обработка шаблона методом холодной стерилизации (рис. 10).
Рисунок 10 - Навигационный шаблон перед обработкой и калибратор для остеотомических отверстий
Рисунок 11 - Проведение остеотомии на операции с использованием навигационного шаблона
Контроль динамометрического усилия осуществляли с помощью храпового ключа со значениями от 31 до 37 Н/см. Проверка коэффициента стабильности ISQ была осуществлена с помощью частотно-резонансного аппарата Pinguin (Дания) и составила значение в интервале от 72 до 76 (рис. 12).
Рисунок 12 - Проверка первичной стабильности имплантатов с помощью динамометрического ключа и аппарата Pinguin
Рисунок 13 - Рентгенографический контроль в день операции
В мобильное приложение «Dr. Student» по определению сроков нагрузки имплантатов ортопедической конструкцией были введены данные переменных параметров минимального значения у одного из установленных имплантатов (динамометрическое усилие по ключу – 31 Н·см, коэффициент стабильности ISQ – 72), определяемых на хирургическом этапе и показатели, оценка которых проведена на этапе диагностики и планирования: тип кости, класс резорбции, тип фиксации имплантата, угол вкручивания относительно костных параметров и вид ортопедической конструкции. Приложение «Dr. Student», реализованное с помощью технологии искусственного интеллекта, определило срок нагрузки как немедленный – 1 сутки (рис. 14).
Рисунок 14 - Определение срока нагрузки на дентальные имплантаты с помощью приложения «Dr. Student» у одного из имплантатов
Рисунок 15 - Оптический образ сканмаркеров и мягких тканей
Примечание: этап сканирования на операции
После получения STL-файлов зубной техник смоделировал новый образ конструкции в виде мостовидного шинирующего протеза в программе EXOCAD, учитывая положение имплантатов. (рис. 16, рис. 17).
Рисунок 16 - Совмещение образа старого протеза с новой шинирующей конструкцией временного протеза в программе EXOCAD
Рисунок 17 - Моделирование образа шинирующей временной конструкции с опорой на multiunit в программе EXOCAD
Рисунок 18 - Временная шинирующая конструкция из PMMA, изготовленная во фрезерном центре
Рисунок 19 - Фиксация временного протеза в полости рта
По истечении 3 и 6 месяцев был проведен рентгенографический контроль остеоинтеграции имплантатов (рис. 20).
Рисунок 20 - Рентгенографический контроль:
а - спустя 3 месяца после установки имплантатов; б - спустя 6 месяцев после установки имплантатов
4. Обсуждение
Оценивая результаты лечения, приведенные в статье, следует подчеркнуть, что определение срока нагрузки установленных имплантатов с помощью искусственного интеллекта в виде мобильного программного комплекса «Dr. Student» оказалось верным, свидетельствуя об отсутствии убыли костной ткани вокруг имплантатов и их выживаемости в период интеграции под ортопедической конструкцией
Протоколы цифровой диагностики и планирования позволили заранее прототипировать ранее установленную форму протеза, визуализировать будущее положение имплантата относительно планируемой ортопедической шинирующей конструкции, в том числе для проведения навигационного контроля с помощью шаблона. Современные цифровые технологии внутриротового сканирования и технологии фрезерования позволили значительно сократить время лечения от начала работы до постановки временной конструкции.
5. Заключение
Использование алгоритма лечения пациентов с использованием цифровых технологий (фотопротокол, конусо-лучевая компьютерная томрграфия, сканирование полости рта, моделирование позиции имплантатов относительно конструкции, 3D печать операционных шаблонов, оптический образ положения имплантатов после операции и мягких тканей, фрезерование в CAD/CAM центре временной конструкции) и искусственного интеллекта (прогнозирование срока нагрузки имплантатов ортопедической конструкцией с помощью мобильного программного комплекса «Dr. Student») позволили сократить время моделирования, изготовления и установку шинирующего временного протеза с уровня multiunit на пяти имплантатах при полной адентии верхней челюсти. На основании рентгенографии зафиксирована остеоинтеграция имплантатов через 3 и 6 месяцев после проведения операции. Такой подход позволяет значительно сократить время ортопедической реабилитации пациентов и повысить уровень их качества жизни.