Predikce komplikací zubních chirurgických zákroků chirurgem a vliv charakteristik pacienta: Vývoj modelu umělé inteligence

Cílem Klinické rozhodování je založeno na intuici a zkušenosti, hodnotách pacientů a biologické pravděpodobnosti podpořené literaturou. Před orální chirurgii musí chirurg zvážit faktory související s pacientem, faktory související s chirurgickým zákrokem a faktory související se zubem. Může být omezeno lidskou schopností, což je důvod, proč se navrhuje umělá inteligence ke zlepšení klinického rozhodování. Nástroj hodnocení, který předpovídá komplikace, dosud nebyl vytvořen.

Cíl Tato studie si klade za cíl vyhodnotit výskyt a prediktory intra- a pooperačních komplikací a posoudit schopnost chirurga předvídat tyto události. Studie si klade za cíl systematizovat předvídatelné proměnné za účelem vytvoření prediktivního modelu umělé inteligence, který by pomohl orálnímu chirurgovi v klinickém rozhodování. Současná studie popíše frekvence komplikací na soukromé referenční klinice Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ) a objasní vliv chirurga a pacienta jako prediktivních proměnných. Studie přispívá k rozvoji využití umělé inteligence s cílem zlepšit klinické výsledky pro pacienty, snížit výskyt komplikací intra- a pooperačně a usnadnit práci chirurga. Studie může potenciálně poskytnout informace týkající se optimalizace léčby, prognózy, přežití a úspěšnosti orální chirurgie. Kromě toho studie poskytne cenné informace o prediktivních schopnostech chirurga a vlivu úrovně úzkosti pacienta a osobních charakteristik na výsledek úspěšné léčby.

Pozadí Současná studie prozkoumá nejčastější chirurgický zákrok na referenční zubní klinice, kterým je odstranění třetích molárů, apikální resekce kořene a umístění zubních implantátů. Komplikace se mohou vyskytnout intra- a pooperačně a jsou zřídka smrtelné, ale často invalidizující krátkodobě nebo dlouhodobě. Očekávané prediktivní proměnné budou hlášeny. Sociodemografické faktory, faktory související s pacientem a faktory související s chirurgem budou hlášeny stejným způsobem nezávisle na chirurgickém zákroku. Kromě toho anatomické faktory, patologické faktory a faktory související s chirurgickým zákrokem mohou ovlivnit riziko komplikací.

Chybí důkazy v měření zkušeností chirurgů a klinického dopadu jako prediktivního faktoru. Studie uvádějí vyšší výskyt komplikací u pacientů operovaných méně zkušenými chirurgy, z toho zvýšené riziko alveolární nervové nedostatečnosti a pooperační bolesti. Naopak, podle předchozích studií zkušenost neovlivnila délku operace. Apikální chirurgie vyžaduje speciální znalosti a dovednosti. Studie porovnávala agregovanou úspěšnost mezi endodontisty a orálními a maxilofaciálními chirurgy, s mírně vyšší úspěšností u endodontistů, ale větším intervalem spolehlivosti ve skupině chirurgů. Konsenzuální zpráva Mezinárodního týmu pro implantologii (ITI) z roku 2019 uvádí, že klinik představuje významný rizikový faktor, avšak není zahrnut do klasifikačního návodu Simple-Advanced-Complex kvůli nedostatku přesnosti v jeho měření. Výzkumníci zahrnou hodnocení rizika komplikací chirurga, stejně jako sebehodnocení po operaci.

Úroveň dentální úzkosti může ovlivnit pooperační zotavení, mít vážné důsledky v klinických situacích a je hlášeno, že ovlivňuje intraoperační obtížnost. Úzkost může mít různé projevy, ale objektivním měřítkem úzkosti je Spielbergerův inventář stavové a rysové úzkosti (STAI). Měření stavové úzkosti před operací dosud nebylo na dentální referenční klinice zkoumáno. Tato studie požádá pacienty, aby vyplnili STAI-6 pro měření stavové úzkosti před operací. Byla nalezena asociace negativní afektivity (NA) a snížené kvality života související s orálním zdravím. Předpokládá se, že NA má vliv na lidskou zkušenost a zahrnuje strach, úzkost, úroveň stresu, hněv, vinu, nepřátelství, podrážděnost, stud a nervozitu. Kromě toho nedostatek compliance může oddálit implantologickou léčbu kvůli nepřímému vlivu na výsledek. Tato studie objasní spojení mezi NA, stavovou úzkostí a orální chirurgií.

Odstranění třetích molárů Konkrétně pro odstranění třetích molárů je hlášeno málo komplikací, ale je hlášen velký rozdíl ve frekvencích komplikací. Stojí za zmínku alveolární osteitida, tvorba abscesu, kontinuální krvácení a prodloužená bolest a trismus. Kromě toho byla zaznamenána porucha citlivosti. Pokud je třetí molár přilehlý k nervu, může se stát, že komprese může způsobit dočasnou senzorickou poruchu. To bude zaznamenáno, ale definice nervového poranění v této studii bude trvalá senzorická porucha, trvající >6 měsíců a ověřená neurosenzorickou evaluační metodou. Chirurgický čas byl významně spojen s pooperační bolestí, otokem a poruchou citlivosti na dolním rtu a může predisponovat k zánětlivým komplikacím. Kategorizace Pell a Gregory popisuje anatomickou úroveň retinace třetího moláru, ABC jako hloubku retinace a I, II nebo III jako kostní pokrytí z ramus mandibulae. Studie dospěla k závěru, že třída C retinace byla spojena s poruchou citlivosti, horším pooperačním nepohodlím a prodlouženým trismem. Další studie uvádí významnou asociaci s úrovní retinace, předcházejícími infekcemi nebo patologií s pooperačními komplikacemi (SSI nebo AO). Patologické proměnné zahrnují kaz, parodontální onemocnění, infekci: celulitidu nebo absces, resorpci přilehlého zubu nebo vnitřní resorpci, frakturu zubu, osteomyelitidu, patologii folikulu z toho cystu nebo tumor. Pokud jde o chirurgický zákrok, nevhodná retrakce laloku může zvýšit riziko parodontálních defektů na přilehlých zubech. Zda provést lingvální retrakci nebo ne, je velmi diskutováno. Bylo významně spojeno se zvýšeným chirurgickým časem, horší pooperační bolestí, zvýšeným rizikem AO s OR. Naopak, bylo navrženo, že zlepšuje přístup, zjednodušuje proceduru a vede k vyššímu výskytu dočasných nervových deficiencí, ale k úplnému snížení trvalých nervových poranění.

Apikální chirurgie Studie tvrdí, že chirurgická resekce kořene je minimálně invazivní procedura s několika komplikacemi. Úspěšnost je vysoká, hlášena jako 88% 6-12 měsíců po operaci nebo konsenzuální zpráva uvádí, že je >90%. Studie dospívá k závěru, že vyšší stupeň infekce a zánětu před operací může negativně ovlivnit výsledek. Anatomické podmínky mohou ovlivnit výsledek. Premolár vykazoval významně lepší výsledek ve srovnání s předními zuby nebo moláry, hlavně kvůli ztrátě bukální ploténky, stejně jako obtížnost s apikální osteotomií na zubech s více než jedním kořenem. Vyšší úspěšnost se vyskytla u předních zubů ve srovnání se zadními zuby a maxilárních zubů ve srovnání s mandibulárními zuby. S výjimkou laterálního řezáku kvůli perforaci palatinální kortikální ploténky. Úspěšný výsledek byl významně závislý na velikosti léze, citlivosti na poklep nebo přítomnosti fistuly. Ztráta bukální kosti byla hlášena jako prediktivní proměnná chirurgického selhání. Navíc vysoké riziko perforace sinu bylo významně spojeno s vzdáleností <1mm od apexu k maxilárnímu sinu. Avšak perforace sinu není v této studii považována za komplikaci, pokud nevede k rozvoji oroantrální fistuly 1-2 týdny po operaci. Studie dospěla k závěru, že lepší periapikální hojení se vyskytuje po resekci se skosením a ultrazvukové přípravě 3mm koronálně v kořenovém kanálku ve srovnání s vyplněním kořenového kanálku frézou a třídou 1 dutiny.

Implantologie Pokud víme, žádný model založený na AI nemůže předpovědět komplikace po umístění zubních implantátů, přestože ITI má dobře zavedený hodnotící nástroj. Úspěšné umístění implantátu je založeno na osseointegraci, míře přežití, stabilitě protetiky, ztrátě kosti, absenci infekce a asymptomatických podmínkách. Navíc měkká tkáň je požadována k zajištění periimplantátového zdraví, estetiky, dobrých protetických podmínek a spokojenosti pacienta. Zubní implantáty často vyžadují augmentaci tvrdé a/nebo měkké tkáně před nebo během operace, což je považováno za kritické pro periimplantátové pooperační zdraví.

Hypotézy Výzkumníci předpokládají, že chirurgové jsou dobří v předpovídání, kteří pacienti budou mít pooperační komplikace. Kromě toho výzkumníci předpokládají, že síť umělé inteligence trénovaná na předchozích datech může zvýšit přesnost těchto předpovědí.

Materiály a metodologie Tato prospektivní klinická observační studie je prováděna na soukromé referenční zubní klinice specializované na orální a maxilofaciální chirurgii, SPSJ. Design studie zachycuje přirozený průběh intra- nebo pooperačních komplikací následujících rutinní klinickou praxi. Studie je spolupráce s Katedrou odontologie, Kodaňská univerzita. Chirurgické zákroky zahrnuté ve studii jsou odstranění třetích molárů, apikoktomie a umístění zubních implantátů. Klinika přijímá doporučení od zubních lékařů a pacienti pak obdrží pozvání k účasti ve studii. Očekává se studijní populace přibližně 3000 pacientů. Referenční klinika zajistí vybavení v podobě radiografického zobrazování, chirurgických nástrojů a klinického personálu. Pokud jde o dentální implantologii, budou použity různé biomateriály (Geistlich Pharma International: BioOss granule, kolagen nebo membrány) a implantáty (Dentsply Sirona nebo Straumann). Účast v této studii bude znamenat ekonomické náklady, ale pacientům budou nabídnuty další kontrolní návštěvy zdarma.

Bude získán písemný souhlas. Data budou sbírána prostřednictvím zubních záznamů. Kromě toho budou sbírány dotazníky (STAI-6 a PANAS-SF) pro pacienty před operací. Per- a pooperačně budou vyplněny dotazníky pro chirurgy. Všechna data budou zacházena důvěrně s ohledem na zákon Dánské agentury pro ochranu dat.

Prediktivní proměnné Sociodemografické faktory: věk, pohlaví, zdravotní stav, užívání alkoholu a tabáku, stejně jako rozdělení podle Americké společnosti anesteziologů fyzického stavu, klasifikace ASA. Pokud jde o anamnestické informace, bude zaznamenána historie bolesti, stejně jako zákrok před operací. Budou hlášeny anatomické faktory, patologické faktory a faktory související s chirurgickým zákrokem. Bude zaznamenán čas od prvního řezu k poslednímu švu. Pokud jde o chirurgický zákrok, bude hlášeno použití lokálních analgetických látek (dávka, typ a koncentrace), volba řezu, design laloku a faktory specifické pro chirurgický zákrok. Předpisy budou zahrnuty do studie, včetně analgetik a antibiotik před operací nebo v pooperačním sledu. Použití antibiotik bude založeno na směrnicích z národní rady zdraví v Dánsku z roku 2019, stejně jako individuálním hodnocení na základě rizikového profilu pacienta. Antibiotika použita ve studii budou penicilin V, nebo v kombinaci s metronidazolem. Klindamycin, pokud je pacient alergický na penicilin, a předpis širokospektrého amoxicilinu s kyselinou klavulanovou, pokud infekce přetrvává. Bude zaznamenáno, zda bylo předepsání antibiotik nařízeno před doporučením, nebo zda je indikován test citlivosti na antibiotika. V některých případech jsou indikovány halucinogenní léky (0.125/0.250 mg Halcion) nebo celková anestezie (propofol/remifentanil).

Léčebný management apikální chirurgie bude elevace laloku, osteotomie, identifikace infikovaných kanálků, kyretáž granulační tkáně, odstranění kořenových hrotů a efektivní uzavření biomateriálem a následně suturální uzavření.

Současná studie rozdělí implantologické případy do různých hlavních kategorií, aby systematizovala více možností. Čas umístění implantátu po extrakci zubu může být buď typ 1: bezprostředně po extrakci zubu, typ 2: po krytí měkkou tkání (4-8 týdnů), typ 3: v klinicky a radiograficky dostatečné kosti (12-16 týdnů) nebo typ 4: v zhojených alveolárních jamkách. Protokol zatížení bude také hlášen, což může být buď >2 měsíce po umístění implantátu, konkrétně konvenční zatížení. Rané zatížení, pokud 1-2 měsíce po umístění implantátu, nebo okamžité zatížení <1 týden po umístění implantátu. Kategorie umístění implantátu a zatížení bude rozdělena do 12 kategorií. Kromě toho budou chirurgické zákroky klasifikovány jako pouze umístění implantátu, umístění implantátu se simultánní kostní augmentací nebo s otevřeným sinus liftem, navíc. Další kategorie bude izolovaná procedura kostní augmentace s buď jen autologním kostním transplantátem získaným z mandibuly, nebo autologním kostním transplantátem podporovaným titanovou membránou. Rekonstrukce měkké tkáně může být buď s autologním volným gingiválním lalokem, pojivovým tkáňovým štěpem, s acelulárními dermálními štěpy nebo xenogenními štěpy. Bude dodržován návod pro implantologický chirurgický zákrok poskytnutý výrobcem implantátu a bude hlášeno, zda jsou implantáty umístěny mozkově navigovaně, částečně navigovaně nebo plně navigovaně a jak to ovlivňuje míru komplikací.

Statistická analýza Deskriptivní statistika bude použita k charakterizaci studijní populace a frekvence komplikací, stejně jako úrovně STAI-6 a NA. Asociace mezi prediktivními proměnnými a komplikacemi budou zkoumány pomocí multivariátní logistické regresní analýzy. Schopnost chirurga předpovědět pacienty, kteří představují komplikace, bude hodnocena. Kromě toho budou data analyzována trénováním modelu umělé inteligence, algoritmu Random Forest, aby se prozkoumala proveditelnost předpovídání komplikací na základě pre-, intra- a pooperačních dat.