دقة الأدلة الجراحية المدعومة بالحاسوب ثلاثية الأبعاد: دراسة مستقبلية في الجسم الحي لتأثير تصميم القالب
Accuracy of Three-Dimensional Computer-Aided Implant Surgical Guides: A Prospective In Vivo Study of the Impact of Template Design

شارك:
المجلة: Dentistry Journal، المجلد: 13، العدد: 4
DOI: https://doi.org/10.3390/dj13040150
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40277480
تاريخ النشر: 2025-03-29
المؤلف: Noel Vartan وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات ونتائج زراعة الأسنان

نظرة عامة

تستكشف هذه الدراسة دقة وملاءمة الأدلة الجراحية الطويلة مقابل القصيرة لوضع الزرعات، مع التأكيد على أهمية التخطيط الرقمي والأدلة الثابتة في تعزيز التنبؤ والسلامة للمرضى. شملت الأبحاث مرضى لديهم على الأقل سن مفقود، حيث تمت مقارنة القوالب الطويلة (المدعومة من قوس الأسنان بالكامل) بالقوالب القصيرة (المدعومة من سنين مجاورين) من خلال المسح داخل الفم وتراكب ملفات STL. كشفت النتائج أن أكبر انحراف حدث على طول المحور Z، حيث أظهرت القوالب القصيرة انحرافًا قدره 0.2275 مم مقارنة بـ 0.4007 مم للقوالب الطويلة. كان متوسط الانحراف ثلاثي الأبعاد (dXYZ) أقل بكثير للقوالب القصيرة (0.2953 مم) مقارنة بالقوالب الطويلة (0.4360 مم)، مع فرق ذو دلالة إحصائية (p = 0.002) وحجم تأثير متوسط إلى كبير (d = 0.709).

تخلص الدراسة إلى أن القوالب الأقصر تظهر دقة ثلاثية الأبعاد متفوقة، مما يجعلها مفضلة للاستخدام السريري. بالإضافة إلى ذلك، فإن جدوى الجراحة الموجهة بالكامل تتأثر بفتح الفم، حيث يتطلب الحد الأدنى 50 مم لمنطقة الأضراس و32 مم لمنطقة الأنياب. تصميم القالب، وخاصة تكوين مدعوم بأربعة أسنان لترميمات الزرعات ذات الفجوة الواحدة، أمر حاسم لنجاح طرق sCAIS. ومع ذلك، يوصي المؤلفون بمزيد من التحقق من صحة النتائج من خلال دراسات أكبر لتأكيد هذه النتائج.

مقدمة

تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية تطور وأهمية زراعة الأسنان، مع تسليط الضوء على انتشارها والقيمة السوقية المتوقعة التي تبلغ حوالي 13 مليار دولار أمريكي في عام 2023. تقليديًا، كانت زراعة الأسنان تتم باستخدام تقنيات اليد الحرة، ولكن التقدم في التكنولوجيا الرقمية أدى إلى اعتماد الأدلة الجراحية المخططة والمطبوعة رقميًا. تعزز هذه الأدلة دقة وضع الزرعات من خلال السماح بالتخطيط قبل العملية والتعديلات أثناء العملية، خاصة من خلال طرق مثل الجراحة الموجهة بالكامل، نصف الموجهة، والموجهة بالطائرات. تشير مراجعة منهجية إلى أن البروتوكولات الموجهة بالكامل تعتبر المعيار الذهبي بسبب دقتها المتفوقة مقارنة بالطرق الأخرى.

علاوة على ذلك، تؤكد المقدمة على مزايا تصميم بمساعدة الكمبيوتر/تصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM) والأنظمة المساعدة بالتوجيه في جراحة الفم والوجه والفكين. تسهل هذه التقنيات إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد مفصلة للتخطيط الجراحي، مما يحسن دقة الإجراءات ويقلل من المخاطر المرتبطة بوضع الزرعات. أظهرت الدراسات أن التوجيه يمكن أن يعزز بشكل كبير النتائج الجراحية، خاصة في الحالات المعقدة، من خلال تحقيق حالات هامش أفضل في جراحات الأورام وتحسين الدقة في الإجراءات التقويمية. ومع ذلك، تشير الورقة أيضًا إلى التحديات المرتبطة بالجراحة الموجهة، مثل زيادة وقت التخطيط ومشكلات الملاءمة المحتملة للقوالب. تهدف الدراسة إلى مقارنة الملاءمة والدقة لمختلف الأطوال في الأدلة الجراحية المخططة رقميًا لمعالجة هذه المخاوف.

الطرق

في هذه التجربة السريرية الاستباقية التي أجريت في جامعة إيرلانغن-نورنبرغ في عام 2024، تم تسجيل المرضى الذين يحتاجون إلى زراعة الأسنان بعد الحصول على الموافقة الأخلاقية (رقم التسجيل 24-338-Br) من اللجنة الأخلاقية المحلية ووفقًا لإعلان هلسنكي. شملت الدراسة مرضى بالغين من جميع الأعمار وال sexes الذين قدموا موافقة مستنيرة، مع خيار الانسحاب في أي وقت دون عواقب. شملت معايير الاستبعاد المرضى الذين لديهم امتدادات بعيدة من المساحات الخالية من الأسنان، أو أسنان مجاورة متحركة، أو صحة لثوية compromised.

تضمنت المنهجية استخدام برنامج التخطيط الرقمي، coDiagnostiX (الإصدار 10.9، Dental Wings، مجموعة Straumann)، إلى جانب التصوير المقطعي الرقمي والمسح داخل الفم (Trios 4؛ 3 Shape، كوبنهاغن، الدنمارك). تمت معالجة بيانات التصوير إلى تنسيقات ملفات DICOM و STL للتحليل. تم تقييم نوعين من القوالب: قالب طويل يدعم جميع الأسنان المتبقية وقالب قصير يستند إلى سنين مجاورين لموقع الزرعة. كانت هذه الطريقة المنظمة تهدف إلى تقييم فعالية القوالب المختلفة في تسهيل وضع الزرعات السنية بنجاح.

النتائج

في هذه الدراسة، خضع 21 مريضًا لعدد إجمالي من 25 زراعة، مع تحليل مقارن للقوالب القصيرة والطويلة المستخدمة لوضع الزرعات الموجهة. أظهرت النتائج أن القوالب القصيرة أظهرت دقة أكبر بشكل ملحوظ، مع معدل نجاح يبلغ 80% في الحفاظ على الموضع المخطط، مقارنة بخمسة حالات ناجحة فقط مع القوالب الطويلة. تم قياس الانحرافات عن المواضع المخططة في ثلاثة أبعاد: أظهرت القوالب القصيرة انحرافًا متوسطًا قدره 0.2953 مم، بينما كان للقوالب الطويلة انحراف متوسط قدره 0.4360 مم، مما أسفر عن فرق ذو دلالة إحصائية (t(24) = 3.546؛ p = 0.002). تم تصنيف حجم التأثير على أنه متوسط إلى كبير (d = 0.709)، مما يدل على فرق قوي في الدقة لصالح القوالب القصيرة.

كشفت التحليلات الإضافية أن وضع الزرعات الموجهة بالكامل كان ناجحًا في 24 من 25 حالة. استكشفت الدراسة أيضًا جدوى الجراحة الموجهة تحت ظروف سريرية متغيرة، مشيرة إلى أن فتح الفم بحد أدنى 34 مم كان كافيًا لوضع الزرعات بنجاح في مناطق معينة. ومن الجدير بالذكر أن القوالب القصيرة كانت مفضلة عبر جميع الأرباع، مع ملاءمة جيدة في حوالي 80% من الحالات. تؤكد هذه النتائج على مزايا القوالب القصيرة في تحقيق وضع دقيق للزرعات وتبرز قابليتها العملية في الإعدادات السريرية.

المناقشة

تسلط قسم المناقشة في الورقة البحثية الضوء على التقدم في الدقة والكفاءة الجراحية التي أحدثتها تقنيات التصميم والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM) والتقنيات المساعدة بالتوجيه في الإجراءات الجراحية، خاصة في مجال طب الأسنان. تؤكد الدراسة على أهمية الجراحة الثابتة بمساعدة الكمبيوتر (sCAIS) في تعزيز التدريب والممارسة السريرية، مما يسمح بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد مخصصة تسهل العلاج الفردي وتقلل من المضاعفات. يشير المؤلفون إلى أنه على الرغم من أن sCAIS قد أظهرت تحسينًا في الدقة في وضع الزرعات، إلا أن التنفيذ الفعلي لا يزال يواجه تحديات، بما في ذلك الانحرافات عن المواضع المخططة بسبب عوامل مختلفة مثل مادة القالب، التقنية الجراحية، والخطأ البشري.

تشير النتائج إلى أن النهج الموجه بالكامل كان ناجحًا في 24 من 25 حالة، مما يبرز إمكانية sCAIS في تعزيز التنبؤ وتقليل المضاعفات مقارنة بالطرق التقليدية. ومع ذلك، يعترف المؤلفون بأن اعتماد sCAIS لا يزال محدودًا، على الرغم من مزاياها في الدقة. كما يناقشون التطور نحو الجراحة الديناميكية بمساعدة الكمبيوتر (dCAIS)، والتي قد تعالج بعض قيود sCAIS. تختتم الورقة بالقول إنه على الرغم من أن الانحرافات في وضع الزرعات شائعة، إلا أن القبول السريري يبقى مرتفعًا، مما يشير إلى أن فوائد تحسين النتائج الجراحية وتقليل المضاعفات قد تفوق التحديات المرتبطة بالتكنولوجيا.

Journal: Dentistry Journal, Volume: 13, Issue: 4
DOI: https://doi.org/10.3390/dj13040150
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40277480
Publication Date: 2025-03-29
Author(s): Noel Vartan et al.
Primary Topic: Dental Implant Techniques and Outcomes

Overview

This study investigates the accuracy and fit of long versus short surgical guides for implant placement, emphasizing the importance of digital planning and static guides in enhancing predictability and safety for patients. The research involved patients with at least one missing tooth, comparing long templates (supported by the entire dental arch) to short templates (supported by two adjacent teeth) through intraoral scans and superimposition of STL files. The findings revealed that the largest deviation occurred along the Z-axis, with short templates exhibiting a deviation of 0.2275 mm compared to 0.4007 mm for long templates. The average 3D deviation (dXYZ) was significantly lower for short guides (0.2953 mm) than for long guides (0.4360 mm), with a statistically significant difference (p = 0.002) and a medium to large effect size (Cohen’s d = 0.709).

The study concludes that shorter templates demonstrate superior 3D accuracy, making them preferable for clinical use. Additionally, the feasibility of fully guided surgery is influenced by mouth opening, with a minimum of 50 mm required for the molar region and 32 mm for the premolar region. The design of the template, particularly a four-tooth-supported configuration for single-gap implant restorations, is crucial for successful sCAIS approaches. However, the authors recommend further validation through larger cohort studies to confirm these findings.

Introduction

The introduction of this research paper discusses the evolution and significance of dental implantation, highlighting its prevalence and the anticipated market value of approximately USD 13 billion in 2023. Traditionally, dental implants were placed using freehand techniques, but advancements in digital technology have led to the adoption of digitally planned and printed surgical guides. These guides enhance the precision of implant placement by allowing for preoperative planning and intraoperative adjustments, particularly through methods such as fully guided, half-guided, and pilot-guided surgery. A systematic review indicates that fully guided protocols are considered the gold standard due to their superior accuracy compared to other methods.

Furthermore, the introduction emphasizes the advantages of Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM) and navigation-assisted systems in oral and maxillofacial surgery. These technologies facilitate the creation of detailed 3D models for surgical planning, improving the accuracy of procedures and reducing risks associated with implant placement. Studies have shown that navigation can significantly enhance surgical outcomes, particularly in complex cases, by achieving better margin statuses in tumor surgeries and improving accuracy in orthognathic procedures. However, the paper also notes the challenges associated with guided surgery, such as increased planning time and potential fit issues of templates. The study aims to compare the fit and accuracy of different spans in digitally planned surgical guides to address these concerns.

Methods

In this prospective clinical trial conducted at the University of Erlangen-Nürnberg in 2024, patients requiring dental implant placement were enrolled following ethical approval (registration No. 24-338-Br) from the local ethics committee and in accordance with the Declaration of Helsinki. The study included adult patients of all ages and sexes who provided informed consent, with the option to withdraw at any time without repercussions. Exclusion criteria encompassed patients with distal extensions of edentulous spaces, adjacent mobile teeth, or compromised periodontal health.

The methodology involved the use of digital planning software, coDiagnostiX (Version 10.9, Dental Wings, Straumann Group), alongside digital volume tomography and intraoral scans (Trios 4; 3 Shape, Copenhagen, Denmark). The imaging data were processed into DICOM and STL file formats for analysis. Two types of templates were evaluated: a long template that supported all remaining teeth and a short template that rested on two adjacent teeth to the implant site. This structured approach aimed to assess the efficacy of the different templates in facilitating successful dental implant placement.

Results

In this study, 21 patients underwent a total of 25 implantations, with a comparative analysis of short and long templates used for guided implant placement. The results indicated that short templates demonstrated significantly greater accuracy, with an 80% success rate in maintaining the planned position, compared to only five successful cases with long templates. The average deviations from the planned positions were measured in three dimensions: the short templates showed a mean deviation of $0.2953 \, \text{mm}$, while the long templates had a mean deviation of $0.4360 \, \text{mm}$, resulting in a statistically significant difference (t(24) = 3.546; p = 0.002). The effect size was classified as medium to large (d = 0.709), indicating a robust difference in accuracy favoring the short templates.

Further analysis revealed that fully guided implant placement was successful in 24 out of 25 cases. The study also explored the feasibility of guided surgery under varying clinical conditions, noting that a mouth opening of at least 34 mm was sufficient for successful implant placement in specific regions. Notably, the short templates were preferred across all quadrants, with a favorable fit in approximately 80% of cases. These findings underscore the advantages of short templates in achieving precise implant positioning and highlight their practical applicability in clinical settings.

Discussion

The discussion section of the research paper highlights the advancements in surgical precision and efficiency brought about by computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) and navigation-assisted technologies in surgical procedures, particularly in dentistry. The study emphasizes the significance of static computer-aided surgery (sCAIS) in enhancing training and clinical practice, allowing for the creation of customized 3D models that facilitate individualized treatment and minimize complications. The authors note that while sCAIS has shown to improve accuracy in implant placement, the actual implementation still faces challenges, including deviations from planned positions due to various factors such as template material, surgical technique, and human error.

The findings indicate that the fully guided approach was successful in 24 out of 25 cases, underscoring the potential of sCAIS to enhance predictability and reduce complications compared to conventional methods. However, the authors acknowledge that the adoption of sCAIS remains limited, despite its advantages in accuracy. They also discuss the evolution towards dynamic computer-aided surgery (dCAIS), which may address some limitations of sCAIS. The paper concludes that while deviations in implant positioning are common, clinical acceptance remains high, suggesting that the benefits of improved surgical outcomes and reduced complications may outweigh the challenges associated with the technology.

شارك: