CC BY
88УДК 613.31
МЕТОДЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ: РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
© 2018 А.В. Иващенко1, П.Н. Гелетин2, Е.И. Баландин3, Я.Э. Антонян4
:ООО «Инновационный стоматологический центр», Самара 2ФГБОУ ВО «Смоленская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Смоленск 3Частное образовательное учреждение высшего образования «Медицинский университет «Реавиз», Самара 4ГБУЗ «Стоматологическая поликлиника № 2», Самара
Длительность функционирования дентальных имплантатов зависит от точности их позиционирования.
Проведен анализ современных методов позиционирования дентальных имплантатов. Это позволило выявить особенности влияния человеческого фактора на результаты установки дентальных имплантатов. По результатам исследования выявлено, что метод «свободной руки» является наиболее не точным методом. Точность механических устройств накладывает отпечаток на результаты дентальной имплантации.
Применение механических и роботизированных устройств при дентальной имплантации позволяет добиться наилучшего результата в сравнении с методом «свободной руки».
Ключевые слова: навигационная система, дентальный имплантация, позиционирование имплантата, видеотрекер, метод «свободной руки».
Введение. В процессе позиционирования дентальных имплантатов применяют различные методы: классической метод (метод «свободной руки»); позиционирование имплантатов с применением механических устройств; установка имплантатов с использованием хирургических шаблонов, изготовленных различными способами; установка с использованием цифровых навигационных систем, а также применения полуавтоматических и роботизированных систем.
Цель исследования. Сравнительный анализ методик позиционирования дентальных имплантатов.
Материалы исследования. Метод свободной руки - основан на визуальной оценке клинической ситуации и опыте врача-имплантолога. При использовании данного метода возможны ошибки, обусловленные влиянием человеческого фактора. Серьезным недостатком этого метода является расхождение плана оперативного вмешательства и полученного результата. Врач-имплантолог планирует будущую имплантацию, проводя клинический анализ КТ-снимка, определяя место, размер и позицию будущего имплантат. Из литературы известно, что при применении данного метода ось установленного имплантата может отличаться от запланированной в среднем на 22° 7' [1]. Отхождение от плана операции часто приводит к осложнениям, среди которых перфорация дна гайморовой пазухи, повреждение нижнелуночкового нерва и др. [2].
Несмотря на серьезные недостатки, метод свободной руки остается самым распространенным в клинической практике.
Развитие методов позиционирования имплантатов шло по пути устранения негативного влияния человеческого фактора на результаты операции [3]. Для этого был предложен ряд механических устройств и методов, направленных на приближение результата операции к дооперационному плану.
Механические устройства. Для решения соосной постановки имплантатов был предложен ряд механических устройств [4]. Первой попыткой улучшить результаты имплантации было применение механических стабилизаторов инструмента врача. Данный тип устройств представляет собой внутриротовые параллелометры. Эти устройства состоят из каппы, системы балок и поворотных механизмов. Они снижают случайные угловые отклонения рабочего инструмента врача-имплантолога и позволяют удерживать запланированную ось установки имплантата. Подобного типа приборы обеспечивают точность до 10°. Они применяются для параллельной установки нескольких имплантатов. Процесс использования внутриро-тового параллелометра осуществляется в два этапа. Первый этап проводится в зуботехниче-ской лаборатории и заключается в выборе оси установки имплантата. На втором этапе с помощью лабораторного параллелометра производят анализ и разметку на диагностической модели, выбирают направление введения имплантата. Затем по этим данным настраивают внутриротовой параллелометр, который устанавливают в полость рта, и производят установку имплантатов. Недостатками данных систем являлись ненадежная фиксация устройства в полости рта, сложность и трудоемкость в использовании из-за большого количества узлов регулировки. В связи с этим широкого распространения устройства данного типа не получили.
Дальнейшее развитие механических систем позиционирования имплантатов проходило по двум направлениям: применение навигационных шаблонов и дентальных навигационных платформ [5].
Хирургические шаблоны. В последние два десятилетия в дентальной имплантологии получили широкое распространение хирургические шаблоны [6]. Шаблоны развивались по пути от простых, изготовленных ручным способом зубным техником (зуботехнические им-плантационные шаблоны) в зуботехнической лаборатории, до современных, изготовленных CAD/CAM системами [1].
Зуботехнический имплантационный шаблон. Первые имплантационные шаблоны изготавливались в зуботехнической лаборатории и представляли собой аналог усеченной части съемного протеза. В зуботехнической лаборатории техник на гипсовой модели изготавливает базис протеза на месте будущей имплантации. В соответствии с дефектом, зубной техник выбирает форму и размер будущих зубов, позиционирует их на базисе протеза. На лабораторном параллелометре, в соответствии с продольной осью рядом стоящих зубов, техник выбирает ось установки имплантатов и производит сверление канала сквозь искусственные зубы вдоль выбранной оси. В получившийся канал техник неподвижно устанавливает титановые втулки. Далее шаблон передается имплантологу, который проводит сверление ложа под имплантат через титановые втулки. При использовании таких шаблонов не требуется внутрикостных фиксирующих элементов, приводящих к дополнительной травме. Такой шаблон прост в изготовлении и использовании, однако имеет существенный недостаток -нестабильную фиксацию в полости рта, что снижает точность установки имплантата [5].
Возможность использования данных КТ-исследований в изготовлении хирургических шаблонов появилась с внедрением в стоматологическую практику CAD/CAM систем [6]. Форма будущего шаблона определяется на трехмерной модели КТ-снимка. По окончании этапа проектирования полученная 3D модель хирургического шаблона передается на станок для дальнейшего его изготовления. Наиболее распространенным методам CAM изготовлениями являются методы прототипирования (стереолитография) и фрезерования в станке с числовым программным управлением (ЧПУ).
Преимуществами вышеописанных методов являются высокая точность изготовленного шаблона (0,016 мм) и полное отсутствие ручного труда.
Несмотря на высокую точность изготовления шаблона в CAD/CAM системах, существует проблема их позиционирования в полости рта.
В зависимости от способа фиксации хирургические шаблоны разделяются на шаблоны с фиксацией на кость, с опорой на слизистую оболочку полости рта и с опорой на зубы и слизистую оболочку [7]. Самым надежным способом фиксации хирургического шаблона является его фиксация на кость. При этом способе производится мобилизация слизистой оболочки полости рта, на открывшуюся костную часть альвеолярного гребня устанавливается шаблон и неподвижно фиксируется вспомогательными винтами к кости. При таком способе требуется обширное вскрытие слизистой оболочки, что увеличивает радикализм хирургического вмешательства, удлиняет оперативное вмешательство и провоцирует больший процент послеоперационных осложнений.
Как показали исследования, при применении различных видов шаблонов запланированное и фактическое расположение имплантата почти всегда отличаются друг от друга [8].
Погрешности при работе с шаблонами могут возникнуть и на этапе сверления воспринимающего ложа под имплантат. В процессе формирования предварительной лунки пилотным сверлом за счет разницы диаметров сверла и втулки между ними возникает люфт, в результате ось втулки шаблона не совпадает с осью сверления пилотным сверлом.
Следует отметить, что погрешности при изготовлении шаблонов могут возникать и в связи с ошибками КТ сканирования. При томографическом исследовании всегда имеет место подвижность пациента, которую нельзя исключить. В связи с этой подвижностью возникает погрешность снимка, которая носит название «механический артефакт». Другие погрешности возникают в связи с особенностями самого рентгенологического оборудования и включают артефакты, связанные с геометрией, плотностью изучаемых тканей и пороговыми значениями.
Навигационные платформы (станции). Научное направление по созданию дентальных навигационных платформ развивается в течение последних двадцати лет. За этот период появилось большое количество сообщений, описывающих компьютерные навигационные системы установки имплантатов. Применение навигационного оборудования снижает травма-тичность и количество послеоперационных осложнений. Отличие цифровых навигационных систем заключается в использовании виртуальных диагностических моделей (полученных на основе КТ-исследования, и т.д.) с «живой» топографией анатомической области и точном отслеживании движений инструмента в реальном масштабе времени.
Данный вид систем позиционирования имплантатов позволяет связать в единый процесс планирование и непосредственно имплантацию, сведя все вспомогательные операции в единую виртуальную среду, подконтрольную врачу-клиницисту. Навигационную платформу условно можно разделить на две составляющие: систему планирования и систему навигации. В системе планирования с помощью специализированных компьютерных алгоритмов производится планирование будущей имплантации в виртуальной среде, основываясь на данных КТ. Система планирования под контролем врача-клинициста выбирает оптимальное расположение имплантата в кости. При этом учитывает множество факторов, таких как антропометрическое строение черепа, тип костной ткани, форма, расположение и эстетические свойства будущей ортопедической реставрации. Результат такого планирования служит основой для будущей операции имплантации. Для воплощения результатов планирования операции имплантации служит навигационная составляющая платформ. Данная система при помощи
программно-аппаратных средств следит за ходом операции, направляя и подсказывая врачу точку и направление установки имплантата. Работа навигационных платформ способна сократить время имплантации, доведя его до одного посещения пациента, с установкой временного протеза в день обращения к врачу.
В литературе описаны системы, использующие данные компьютерной томографии с возможностью компьютерной навигации в режиме on-line. Подобное оборудование работает на основе IGS-технологии (видео-хирургия - Image-guided surgery). Эти системы позволяют проводить дооперационное КТ-планирование дентальной имплантации и контролировать ее в реальном времени на экране монитора во время операции. В литературе встречается несколько типов таких устройств, основанных на инфракрасных или оптических стереокамерах [9].
К таким устройствам можно отнести Navident®. Данное устройство работает по принципу «роботизированного зрения». Оно состоит из двух и более оптических инфракрасных сте-реокамер, закрепленных на штативе. До проведения имплантации компьютерный томографический снимок загружается в систему «LapDoc». Врач производит виртуальное планирование места установки имплантата и выбирает необходимый имплантат из виртуальной библиотеки. После окончания планирования полученные данные загружают в устройство для проведения операции имплантации. До операции в зуботехнической лаборатории изготавливают пластмассовую U-образную каппу по форме зубного ряда. На каппе в проекции фронтальных зубов фиксируют «stylus», на котором укрепляют активные или пассивные «видео -трекеры» (небольшие сферы для проведения видео-слежения, покрытые краской, отображаемой только в инфракрасном спектре света). Операционную каппу неподвижно устанавливают на зубной ряд пациента. На рукоятку наконечника физиодиспенсора неподвижно устанавливают «stylus», содержащий пассивные или активные «видео-трекеры» (размером от 3 до 5 мм). Штатив располагают рядом с операционным местом для обеспечения визуального контроля установки имплантатов. Важным условием работы данных систем является обязательное расположение «видео-трекеров» в поле видимости видеокамер. При нарушении данного условия системы указывают на недопустимый режим работы. В таком случае врачу необходимо найти позицию «видео-трекеров», при которой машинное зрение видит их. Это удлиняет ход операции, может и осложнить работу врача-имплантолога. Для калибровки стоматологического инструмента относительно операционного поля сопоставляют хирургическую фрезу с каппой, и с этого момента система считает такое положение челюсти и наконечника эталонным. Любые поступательные и угловые перемещения наконечника относительно челюсти считаются устройством как движение, при этом вычисляются координаты положения наконечника относительно челюсти. Точность детектирования динамических перемещений наконечника и челюсти составляет 0,6-1 мм.
К системам, использующим инфракрасные видеокамеры, также относятся MonaDent® и RoboDent®. Эти системы отслеживают положение инструмента относительно головы пациента и позволяют врачу оценивать ход операции в режиме реального времени.
Главным преимуществом навигационных станций перед другими способами позиционирования имплантатов является замкнутость всей технологической цепочки операции на враче. Врач, получая КТ-снимок, самостоятельно планирует ход операции и реализует его с помощью навигационной станции. При этом не требуется привлечение CAM систем, квалифицированных техников и расхода дорогостоящего материала. Следует сказать и о главном недостатке дентальных навигационных платформ - это их высокая стоимость, и, как результат, недоступность большинству врачей-имплантологов.
Следующим шагом в развитии навигационных станций является появление полностью автоматических хирургических систем. В последние годы в литературе отмечаются единичные сообщения о внедрении навигационных платформ с роботизированными манипуляторами в стоматологическую практику. В таких системах разработчики объединили роботизированное зрение и автоматический манипулятор в единую хирургическую систему. Эта система проводит операцию по установке имплантата в автоматическом режиме по разработанному врачом предоперационному протоколу. Перед установкой имплантатов врач планирует место, глубину и угол установки имплантата. По получившейся позиции имплантата программная среда строит карту движений механической руки в виде G-кода. Траектория движений загружается в память робота, и он приступает к работе. Во время операции роботизированный манипулятор автоматически формирует костной фрезой воспринимающее ложе под имплантат, а на завершающем этапе устанавливает его. За всем процессом установки имплантата наблюдает роботизированное зрение, которое корректирует движение манипулятора.
Заключение. Развитие методов позиционирования дентальных имплантатов прошло путь от «метода свободной руки» до роботизированных систем. Проведенный анализ литературы показал, что дентальные навигационные платформы развивались по пути совершенствования конструкции и повышения точности позиционирования имплантатов. В последние годы отмечается резкое замедление темпов развития дентальных навигационных систем, и увеличивается количество публикаций о применении роботизированных систем для установки дентальных имплантатов.
Таким образом, роль врача-имплантолога постепенно отходит на второй план, уступая главенствующее место роботизированным системам, превосходящим человека в точности позиционирования дентальных имплантатов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Обоснование использования навигационной системы в дентальной имплантологии / И.В. Потапов, А.В. Иващенко, А.И. Байриков [и др.] // Институт стоматологии. - 2014. - № 4. -С. 83-85.
2 Нечаева Н.К. Осложнения дентальной имплантации // Воен. мед. журн. - 2009. - № 3. - С. 39-41.
3 Экспериментальное обоснование использования навигационной системы в дентальной имплантологии / А.В. Иващенко, А.И. Байриков, Д.В. Монаков [и др.] // Российский стоматологический журнал. -2014. - № 6. - С. 12-14.
4 Хабиев К.Н. Методы решения неправильного позиционирования имплантата // Дентальная имплантология и хирургия. - 2013. - № 3 (12). - С. 148-150.
5 Аванесов А.М., Седов Ю.Г., Ярулина З.И. Хирургические направляющие шаблоны как инновационный инструмент оптимизации импланто-ортопедического лечения // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). - 2014. - № IV. - С. 153-154.
6 Ильин Д.В. Применение хирургических шаблонов в дентальной имплантации // Бюл. медицинских интер-нет-конф. - 2013. -- Т. 3, № 3. - С. 13-14.
7 Немедленная имплантация с непосредственной нагрузкой на нижней челюсти с использованием хирургического шаблона и временной реставрации / П.С. Юдин, Ф.Ф. Лосев, А.Н. Шарин [и др.] // Российский вестник дентальной имплантологии. - 2013. - № 2 (28). - С. 54-61.
8 A systematic review on the accuracy and the clinical outcome of computer-guided template-based implant dentistry / D. Schneider, P. Marquardt, M. Zwahlen [et al.] // Clin. Oral Implants Res. - 2009. - Vol. 20. - P. 73-86.
9 Компьютерное планирование внутрикостной дентальной имплантации / В.Н. Олесова, П.В. Кашенко, Д.А. Бронштейн [и др.] // Стоматология. - 2011. - № 2. - С. 43-48.
Рукопись получена: 16 марта 2018 г. Принята к публикации: 20 марта 2018 г.
