Компьютерные технологии в стоматологии

Технологии повышают качество помощи в стоматологии. Искусственный интеллект помогает врачу решать сложные диагностические задачи. Специалист получает новые возможности для лечения, сохраняя фокус на особенностях полости рта пациента.

Что такое цифровая стоматология

Цифровая стоматология — направление, где информационные технологии используются для диагностики и лечения заболеваний полости рта. Его цель — улучшить эстетические результаты и комфорт пациента¹.

Заболевания полости рта, например кариес или пародонтит, широко распространены. Их лечение связано с высокими расходами для пациентов и системы здравоохранения. Информационные методы предполагают более экономически выгодный подход².

У каждого пациента нужно собрать много данных: общий и стоматологический анамнез, клинические сведения, диагностические изображения (рентгенограммы, КТ-снимки). ИИ их систематизирует и обрабатывает².

Чем занимается цифровая стоматология

Её применение связано с диагностикой и лечением заболеваний полости рта³:

• Обнаруживает признаки заболеваний. ИИ анализирует диагностические изображения, чтобы определить вероятность патологии, например кариеса, кисты или опухоли.

• Создаёт трёхмерные модели. Информационные технологии облегчают установку протезов и реконструкцию зубов пациента. Риск ошибки снижается, так как врач заранее создаёт и рассматривает модель на компьютере.

• Помогает планировать лечение. Нейросеть объединяет разные клинические данные, чтобы предугадать изменения в зубах. Применение — ортодонтия и хирургия. Например, врачи изучают движение зубов после операции или развитие костной ткани.

Другое направление — цифровая карта пациента, которая содержит разные стоматологические данные. Она обрабатывается тремя способами⁴:

1. Полностью интегрированный. Данные о пациенте передаются по защищённым каналам связи через общий интерфейс. Например, рентгеновский снимок полости рта, сделанный в одной стоматологии, можно быстро посмотреть в другой. Запросы с разных компьютеров проходят через центральный сервер.

2. Частично интегрированный. Не все программы совместимы между собой. Например, можно запросить возраст и пол пациента, а данные о лечении — нет.

3. Неинтегрированный. Платформа полностью автономна: врач не обменивается информацией с другой клиникой, вводит её вручную.

Частным стоматологиям проще организовать обработку данных, так как меньше персонала и пациентов. В крупных учреждениях требуется более сложная инфраструктура с высокой степенью интеграции⁴.

Цифровая стоматология в области хирургии

Технологии дополненной и виртуальной реальности AR/VR объединяют разные типы данных и мастерство хирурга. Преимущества AR/VR реализованы в специальной установке — навигационной системе. Она состоит из хирургических инструментов, оптического датчика и компьютера⁵. Перед её использованием стоматолог готовится⁶:

1. Делает снимки полости рта пациента. Изображение получают с помощью внутриротового сканера или компьютерной томографии.

2. Создаёт виртуальную конструкцию будущего импланта. Можно учесть особенности строения челюсти, задав нужные параметры.

3. Загружает цифровую заготовку в навигационную систему.

4. Калибрует инструменты под программное обеспечение.

Статическая навигационная система направляет хирургический инструмент в заранее заданную точку³.

Динамическая даёт врачу больше свободы: он может изменить положение или угол наклона инструмента⁷. Информационная система отслеживает происходящее с помощью датчика. Хирург получает советы в режиме реального времени. На мониторе видна схема челюсти пациента, а область будущего импланта выделяется цветом6.

Технология системы CAD/CAM (КАД/КАМ) в стоматологии

CAD (Computer-Aided Design) и CAM (Computer-Aided Manufacture) — это системы автоматизированного проектирования и производства. В стоматологии с их помощью создают накладки, коронки, мосты и многое другое для восстановления зубов⁸.

В чём заключается технология

Применение CAD/CAM включает три этапа^8,9:

1. Сканирование полости рта. Врач делает оттиск зубов, по которому отливается гипсовая модель. Она помещается в устройство, которое сканирует её и передаёт данные в компьютер. Чаще этот этап пропускают: сразу получают изображение полости рта, используя интраоральный сканер.

2. Создание виртуальной модели. Программа CAD/CAM создаёт компьютерную модель. Стоматолог редактирует её: передвигает контуры курсором, подбирая нужную форму и размеры реставрации. Врач учитывает, как новый элемент будет взаимодействовать с другими зубами, дёснами и мягкими тканями.

3. Печать стоматологического изделия. Во фрезерный станок помещается блок. Он может быть из разных материалов, например из циркония или керамики. Аппарат шлифует заготовку, и информационная модель обретает реальную форму.

Не всегда все этапы выполняются в одной стоматологии. Как можно организовать процесс¹⁰:

1. Производство «на кресле стоматолога». Врач снимает оттиск и создаёт зубной протез, не привлекая лабораторию.

2. Лабораторное производство. Оттиск, снятый стоматологом, отправляется в лабораторию. Работу над моделью завершает лаборант.

3. Централизованное производство. На основе оттиска в лаборатории создаётся информационная модель. Данные отправляются в другую лабораторию, где готовят физическую копию. Стоматолог получает готовый вариант.

Плюсы и минусы системы

Преимущества CAD/CAM технологии^8,9,11:

• Снижаются расходы на производство. Основное оборудование — интраоральный сканер, компьютер и фрезерный станок — может размещаться в клинике. Информационные методы заменяют часть этапов лабораторного процесса.

• Пациент меньше времени проводит в кабинете. Вся процедура занимает до 2 часов, а для подготовки нужен один визит в стоматологию.

• Процесс контролируется. Компьютер измеряет полость рта и создаёт зубной протез. Если нужно, то специалист исправляет модель. Результат получается предсказуемым.

Не обошлось и без недостатков^10,12:

• Высокая стоимость. Закупка систем CAD/CAM — значительная статья расходов для клиники. Производство типа «на кресле стоматолога» экономит время, но растёт чек пациента.

• Необходимость обучения. Чтобы сделать всё правильно, нужна соответствующая специальность. Стоматологу или зубному технику нужно освоить оборудование и программное обеспечение.

Виды протезов

1. Полный съёмный протез. Применение — при полном отсутствии зубов. Хотя чаще выбирают традиционный метод, появляются сообщения о лучшей прочности и биосовместимости CAD/CAM протезов¹³.

2. Частичный съёмный протез. Представляет собой сменные зубы на пластиковом основании цвета десны¹⁴. Специалист создаёт протез в компьютере. Он постепенно накладывает элементы на цифровую модель челюсти. После сборки протез отправляют печататься на 3D-принтере¹⁵.

3. Коронки и мосты. Используются для восстановления повреждённых или отсутствующих зубов15. Если их делают по технологии CAD/CAM, чаще в качестве материала выбирают цирконий. Другие варианты — металл и фарфор¹⁰.

4. Вкладки, накладки и виниры. Это пластинки, которые накладывают на поверхность зуба, чтобы исправить дефект или цвет¹⁷. Провели исследование моделей, изготовленных по CAD/CAM, — 90,4% из них прослужили дольше 10 лет¹⁸.

Телестоматология

Телестоматология использует информационные технологии, чтобы обмениваться клинической информацией на расстоянии. Можно проводить видеоконференции, передавать фотографии, рентгеновские снимки, результаты лабораторных исследований¹⁹.

Применение телестоматологии¹⁹:

• Врач удалённо консультирует пациента на протяжении лечения.

• Специалист получает второе мнение (врач-врач) в сложных случаях.

• Технология используется для обучения студентов.

Но пациенты не всегда готовы получать услуги дистанционно, в том числе потому что обеспокоены безопасностью данных. Возникают проблемы с инфраструктурой: не во всех стоматологиях есть быстрый интернет, совместимый софт и техническая поддержка²⁰.

Технология внедряется постепенно, сокращая разрыв в географии. Сохраняется время, которое тратится на дорогу и ожидание в очереди. Можно спросить совета у врача и планировать новую улыбку по смартфону.

Источники

1. Spagnuolo G, Sorrentino R. The Role of Digital Devices in Dentistry: Clinical Trends and Scientific Evidences. J Clin Med. 2020 Jun 2;9(6):1692. doi: 10.3390/jcm9061692. PMID: 32498277; PMCID: PMC7356564.

2. Schwendicke F. Digital Dentistry: Advances and Challenges. J Clin Med. 2020 Dec 11;9(12):4005. doi: 10.3390/jcm9124005. PMID: 33322245; PMCID: PMC7763256.

3. Alauddin MS, Baharuddin AS, Mohd Ghazali MI. The Modern and Digital Transformation of Oral Health Care: A Mini Review. Healthcare (Basel). 2021 Jan 25;9(2):118. doi: 10.3390/healthcare9020118. PMID: 33503807; PMCID: PMC7912705.

4. Jahangiri L, Akiva G, Lakhia S, Turkyilmaz I. Understanding the complexities of digital dentistry integration in high-volume dental institutions. Br Dent J. 2020 Aug;229(3):166-168. doi: 10.1038/s41415-020-1928-5. PMID: 32811935.

5. Huang TK, Yang CH, Hsieh YH, Wang JC, Hung CC. Augmented reality (AR) and virtual reality (VR) applied in dentistry. Kaohsiung J Med Sci. 2018 Apr;34(4):243-248. doi: 10.1016/j.kjms.2018.01.009. PMID: 29655414.

6. Kuo PJ, Lin CY, Hung TF, Chiu HC, Kuo HY. A novel application of dynamic guided navigation system in immediate implant placement. J Dent Sci. 2022 Jan;17(1):354-360. doi: 10.1016/j.jds.2021.09.030. Epub 2021 Oct 6. PMID: 35028058; PMCID: PMC8740148.

7. Emery RW, Merritt SA, Lank K, Gibbs JD. Accuracy of Dynamic Navigation for Dental Implant Placement-Model-Based Evaluation. J Oral Implantol. 2016 Oct;42(5):399-405. doi: 10.1563/aaid-joi-D-16-00025. Epub 2016 Jun 6. PMID: 27267658.

8. Sušić, I., Travar, M.Ž., & Šušić, M.V. (2017). The application of CAD / CAM technology in Dentistry. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 200. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/200/1/012020/pdf.

9. Что такое стоматология CAD/CAM [Электронный ресурс]: Colgate. URL: (дата обращения: 20.11.2022).

   11.

   Irfan U.B., Aslam K., Nadim R. A review on cad cam in dentistry. J. Pak. Dent. Assoc. 2015;24:112–117. URL: http://archive.jpda.com.pk/wp-content/uploads/2016/05/article2-15-3.pdf

10. Samra, Adriana & Morais, Eduardo & Mazur, Rui & Vieira, Sergio & Rached, Rodrigo. (2016). CAD/CAM in dentistry – a critical review. Revista Odonto Ciência. 31. 140. 10.15448/1980-6523.2016.3.21002. URL: https://www.researchgate.net/publication/316818725_CADCAM_in_dentistry_-_a_critical_review.

11. Nassani MZ, Ibraheem S, Shamsy E, Darwish M, Faden A, Kujan O. A Survey of Dentists’ Perception of Chair-Side CAD/CAM Technology. Healthcare (Basel). 2021 Jan 13;9(1):68. doi: 10.3390/healthcare9010068. PMID: 33451003; PMCID: PMC7828474.

12. Srinivasan M, Kamnoedboon P, McKenna G, Angst L, Schimmel M, Özcan M, Müller F. CAD-CAM removable complete dentures: A systematic review and meta-analysis of trueness of fit, biocompatibility, mechanical properties, surface characteristics, color stability, time-cost analysis, clinical and patient-reported outcomes. J Dent. 2021 Oct;113:103777. doi: 10.1016/j.jdent.2021.103777. Epub 2021 Aug 13. PMID: 34400250.

13. Частичные зубные протезы [Электронный ресурс]: ADA. URL: https://www.mouthhealthy.org/all-topics-a-z/dentures-partial. (дата обращения: 20.11.2022).

14. Ye H, Ning J, Li M, Niu L, Yang J, Sun Y, Zhou Y. Preliminary Clinical Application of Removable Partial Denture Frameworks Fabricated Using Computer-Aided Design and Rapid Prototyping Techniques. Int J Prosthodont. 2017 Jul/Aug;30(4):348-353. doi: 10.11607/ijp.5270. PMID: 28697204.

15. Коронки и мосты [Электронный ресурс]: University of Illinois Chicago. URL: https://dentistry.uic.edu/patients/dental-services/general-family-dentistry/crowns-bridges/. (дата обращения: 20.11.2022).

16. Вкладки и накладки [Электронный ресурс]: NHSBSA Dental Services URL: https://www.nhsbsa.nhs.uk/sites/default/files/2021-04/Article_2_Inlays_And_Onlays_Guidance_Final_V4.pdf. (дата обращения: 20.11.2022).

17. Otto T, De Nisco S. Computer-aided direct ceramic restorations: a 10-year prospective clinical study of Cerec CAD/CAM inlays and onlays. Int J Prosthodont. 2002 Mar-Apr;15(2):122-8. PMID: 11951800.

18. Jampani ND, Nutalapati R, Dontula BS, Boyapati R. Applications of teledentistry: A literature review and update. J Int Soc Prev Community Dent. 2011 Jul;1(2):37-44. doi: 10.4103/2231-0762.97695. PMID: 24478952; PMCID: PMC3894070.

19. Estai M, Kruger E, Tennant M, Bunt S, Kanagasingam Y. Challenges in the uptake of telemedicine in dentistry. Rural Remote Health. 2016 Oct-Dec;16(4):3915. Epub 2016 Nov 28. PMID: 27893947.