Kirurgers forudsigelse af komplikationer ved tandlægekirurgi og patientkarakteristikas indflydelse: Udvikling af en AI-model

Formål Klinisk beslutningstagning er baseret på intuition og erfaring, patienters værdier og den biologiske plausibilitet, der understøttes af litteraturen. Før oral kirurgi skal kirurgen overveje patientrelaterede, kirurgirelaterede og tandrelaterede faktorer. Det kan være begrænset af menneskelig evne, hvilket er grunden til, at kunstig intelligencen foreslås for at forbedre den kliniske beslutningstagning. Et vurderingsværktøj, der forudsiger komplikationer, er endnu ikke etableret.

Mål Denne undersøgelse har til formål at evaluere forekomsten og forudsigelsesfaktorerne for intra- og postoperative komplikationer og vurdere kirurgens evne til at forudse disse hændelser. Studiet har til formål at systematisere forudsigelige variabler for at skabe en kunstig intelligens-forudsigelsesmodel, der kan assistere oral kirurgen i klinisk beslutningstagning. Den aktuelle undersøgelse vil beskrive hyppigheden af komplikationer på en privat henvisningsklinik, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), og klarlægge indflydelsen af kirurgen og patienten som forudsigende variabler. Studiet bidrager til at fremme brugen af kunstig intelligens med det formål at forbedre de kliniske resultater for patienter, reducere forekomsten af komplikationer intra- og postoperativt samt lette kirurgens arbejde. Studiet kan potentielt give information om optimering af behandling, prognose, overlevelse og succes af oral kirurgi. Derudover vil studiet give værdifuld information om kirurgens forudsigelsesevner og indflydelsen af patientens angstniveau og personlige karakteristika på udfaldet af en vellykket behandling.

Baggrund Den aktuelle undersøgelse vil undersøge den hyppigste kirurgiske indgreb på en henvisningstandklinik, nemlig fjernelse af visdomstænder, apikal rodkirurgi og placering af dentale implantater. Komplikationer kan forekomme intra- og postoperativt og er sjældent dødelige, men ofte invalidiserende på kort eller lang sigt. Forventede forudsigelsesvariabler vil blive rapporteret. Sociodemografiske faktorer, patientrelaterede faktorer og kirurgrelaterede faktorer vil blive rapporteret på samme måde uafhængigt af den kirurgiske procedure. Derudover kan anatomiske faktorer, patologiske faktorer samt faktorer relateret til kirurgisk procedure påvirke risikoen for komplikationer.

Der er mangel på bevis for at måle kirurgers erfaring og den kliniske indflydelse heraf som en forudsigelsesfaktor. Studier rapporterer en højere forekomst af komplikationer hos patienter opereret af mindre erfarne kirurger, heraf en øget risiko for alveolar nervemangel og postoperativ smerte. Modstridende hertil påvirkede anciennitet ikke operationstid ifølge tidligere studier. Apikal kirurgi kræver særlig viden og færdigheder. Et studie sammenlignede den samlede succesrate mellem endodontister og oral- og maxillofacialkirurger med en lidt højere succesrate fra endodontister, men et større konfidensinterval i kirurgergruppen. Den internationale team for implantologi (ITI) konsensusrapport 2019 angiver, at klinikeren udgør en signifikant risikofaktor, men den er ikke inkluderet i Simple-Advanced-Complex klassifikationsretningslinjen på grund af mangel på nøjagtighed i dens måling. Undersøgerne vil inkludere kirurgens risikovurdering af komplikationer samt en selvudvurdering postoperativt.

Tandlægeangstniveau kan påvirke den postoperative bedring, have alvorlige konsekvenser i kliniske situationer og rapporteres at påvirke den intraoperative vanskelighed. Angst kan have forskellige udtryk, men et objektivt mål for angst er Spielberger State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Måling af tilstandsangst før operationen er endnu ikke undersøgt på en tandlægehenvisningsklinik. Dette studie vil bede patienterne om at udfylde STAI-6 for at måle tilstandsangst før operationen. En sammenhæng mellem negativ affektivitet (NA) og nedsat oral sundhedsrelateret livskvalitet er fundet. NA menes at have indflydelse på den menneskelige oplevelse og omfatter frygt, angst, stressniveau, vrede, skyld, fjendtlighed, irritabilitet, skam og nervøsitet. Derudover kan mangel på compliance forsinke implantatbehandling på grund af en indirekte effekt på udfaldet. Dette studie vil belyse forbindelsen mellem NA, tilstandsangst og oral kirurgi.

Visdomstandsfjernelse Specifikt for visdomstandsfjernelse er der rapporteret få komplikationer, men der rapporteres en stor forskel i hyppigheden af komplikationer. Værd at nævne er alveolar osteitis, abscessdannelse, kontinuerlig blødning og forlænget smerte og trismus. Derudover er nedsat følelse registreret. Hvis visdomstanden er tilstødende til nerven, kan det ske, at kompression kan give anledning til en midlertidig følelsesforstyrrelse. Dette vil blive registreret, men definitionen af en nerveskade i dette studie vil være permanent følelsesforstyrrelse, der varer >6 måneder og verificeret af en neurosensorisk evalueringsmetode. Kirurgisk tid var signifikant associeret med postoperativ smerte, hævelse og nedsat følelse i underlæben og kan prædisponere for inflammatoriske komplikationer. Pell og Gregory kategorisering beskriver det anatomiske niveau af impaktion af visdomstanden, ABC som dybden af impaktion, og I, II eller III som knogledækning fra ramus mandibulae. Et studie konkluderede, at klasse C impaktion var associeret med nedsat følelse, værre postoperativ ubehag og forlænget trismus. Et andet studie rapporterer en signifikant sammenhæng med niveauet af impaktion, eksisterende infektioner eller patologi med postoperative komplikationer (SSI eller AO). Patologiske variabler inkluderer caries, parodontal sygdom, infektion: cellulitis eller abscess, resorption af tilstødende tand eller intern resorption, tandfraktur, osteomyelitis, patologi af folikel herunder cyste eller tumor. Med hensyn til den kirurgiske procedure kan upassende lapretraktioner øge risikoen for parodontale defekter på tilstødende tænder. Om man skal foretage en lingual retraktion eller ej er meget debatteret. Det er blevet signifikant associeret med øget kirurgisk tid, værre postoperativ smerte, øget risiko for AO med en OR. Omvendt er det foreslået at forbedre adgang, forenkle proceduren og føre til en højere forekomst af midlertidige nervemangel men en komplet reduktion i permanente nerveskader.

Apikal Kirurgi Et studie hævder, at kirurgisk rodresektion er en minimalt invasiv procedure med få komplikationer. Succesrate er høj, rapporteret som 88% 6-12 måneder postoperativt, eller en konsensusrapport angiver, at den er >90%. Et studie konkluderer, at en højere grad af infektion og inflammation før operation kan påvirke udfaldet negativt. Anatomiske forhold kan påvirke udfaldet. Præmolar har vist et signifikant bedre udfald sammenlignet med fortænder eller kindtænder, hovedsagelig på grund af tab af buccal plade, samt vanskelighed med den apikale osteotomi på tænder med mere end én rod. En højere succesrate er opstået for fortænderne sammenlignet med bagtænder og overkæbetænder sammenlignet med underkæbetænder. Undtagen for lateral incisor på grund af perforation af den palatale kortikale plade. Et succesudfald var signifikant afhængig af størrelsen af læsionen, ømhed ved perkussion eller tilstedeværelse af fistel. Tab af buccal knogle blev rapporteret som en forudsigelsesvariabel for kirurgisk fiasko. Desuden var en høj risiko for sinusperforation signifikant associeret med en afstand på <1mm fra apex til maxillarsinus. Dog betragtes sinusperforation ikke som en komplikation i dette studie, medmindre den giver anledning til udvikling af en oro-antral fistel 1-2 uger postoperativt. Et studie konkluderede, at bedre periapikal helingsrater forekommer efter skrå resektion og ultralydsforberedelser 3mm koronalt i rodkanalen sammenlignet med bor-skåret og klasse 1 hulrum rodfyldning.

Implantologi Så vidt vi ved, kan ingen AI-baseret model forudsige komplikationer efter placering af dentale implantater, selvom ITI har et veletableret vurderingsværktøj. En vellykket implantatplacering er baseret på osseointegration, overlevelsesrate, protesestabilitet, knogletab, fravær af infektion og asymptomatiske forhold. Derudover kræves blødt væv for at sikre peri-implantat sundhed, estetik, gode protetiske forhold og patienttilfredshed. Dentale implantater kræver ofte augmentation af hårdt og/eller blødt væv før eller under operation, hvilket foreslås at være kritisk for peri-implantat postoperativ sundhed.

Hypoteser Undersøgerne formoder, at kirurgerne er gode til at forudsige, hvilke patienter der vil få postoperative komplikationer. Derudover formoder undersøgerne, at et kunstigt intelligensnetværk trænet på tidligere data kan øge nøjagtigheden af disse forudsigelser.

Materialer og metode Dette prospektive kliniske observationsstudie udføres på en privat henvisningstandklinik specialiseret i oral- og maxillofacialkirurgi, SPSJ. Studiedesignet fanger den naturlige progression af intra- eller postoperative komplikationer efter rutinemæssig klinisk praksis. Studiet er et samarbejde med Institut for Odontologi, Københavns Universitet. De kirurgiske procedurer involveret i studiet er fjernelse af visdomstænder, apikoektomi og placering af dentale implantater. Klinikken modtager henvisninger fra tandlæger, og patienter vil derefter modtage en invitation til at deltage i studiet. En studiebefolkning på cirka 3000 patienter forventes. Henvisningsklinikken vil facilitere udstyr med hensyn til radiografisk billeddannelse, kirurgisk instrumenter og klinisk personale. Vedrørende dental implantologi vil forskellige biomaterialer (Geistlich Pharma International: BioOss granuler, kollagen eller membraner) og implantater (Dentsply Sirona eller Straumann) blive brugt. Deltagelse i dette studie vil medføre økonomiske omkostninger, men patienter vil blive tilbudt yderligere kontrolbesøg uden omkostninger.

Skriftligt samtykke vil blive indhentet. Data vil blive indsamlet gennem tandlægejournaler. Derudover vil spørgeskemaer (STAI-6 og PANAS-SF) for patienter før operationen blive indsamlet. Peri- og postoperativt vil spørgeskemaer for kirurgerne blive udfyldt. Alle data vil blive behandlet fortroligt i overensstemmelse med loven fra Datatilsynet.

Forudsigelsesvariabler Sociodemografiske faktorer: alder, køn, medicinsk status, brug af alkohol og tobak samt en underinddeling ifølge The American Society of Anesthesiologists Physical Status, ASA klassifikation. Med hensyn til anamnestisk information vil historie om smerte blive registreret samt intervention før operation. Anatomiske faktorer, patologiske faktorer samt faktorer relateret til kirurgisk procedure vil blive rapporteret. Tiden fra første indsnit til sidste søm vil blive noteret. Med hensyn til den kirurgiske procedure vil brug af lokale analgetika (dosis, type og koncentration), valg af indsnit, lapdesign og faktorer specifikke for den kirurgiske procedure blive rapporteret. Receptordninger vil blive inkluderet i studiet, herunder smertestillende og antibiotika før operation eller i den postoperative følgetilstand. Brugen af antibiotika vil være baseret på retningslinjer fra Sundhedsstyrelsen i Danmark i 2019 samt en individuel vurdering baseret på patientens risikoprofil. Antibiotika brugt i studiet vil være penicillin V eller i kombination med metronidazol. Clindamycin hvis patienten er allergisk over for penicillin og recept på bredspektret amoxicillin med clavulansyre hvis en infektion vedvarer. Det vil blive registreret, om recept på antibiotika er ordineret før henvisningen, eller om en antibiotikafølsomhedstest er indikeret. I nogle tilfælde er hallucinogen medicin (0.125/0.250 mg Halcion) eller generel anæstesi (propofol/remifentanil) indikeret.

Apikal kirurgi behandlingshåndtering vil være laprejsning, osteotomi, identifikation af inficerede kanaler, kuretage af granulationsvæv, fjernelse af rodspidser og effektiv tætning med et biomateriale og efterfølgende sutturlukning.

Den aktuelle undersøgelse vil opdele implantattilfældene i forskellige hovedkategorier for at systematisere flere muligheder. Tidspunktet for implantatplacering efter tandudtrækning kan enten være type 1: umiddelbart efter tandudtrækning, type 2: efter blødt vævsdækning (4-8 uger), type 3: i klinisk og radiografisk tilstrækkelig knogle (12-16 uger) eller type 4: i helede alveolære sokler. Belastningsprotokollen vil også blive rapporteret, som enten kan være >2 måneder efter implantatplacering, nemlig konventionel belastning. Tidlig belastning hvis 1-2 måneder efter implantatplacering eller umiddelbar belastning <1 uge efter implantatplacering. Kategorien for implantatplacering og belastning vil blive underinddelt i 12 kategorier. Derudover vil operationerne blive klassificeret som kun implantatplacering, implantatplacering med simultan knogleaugmentation eller med en åben sinusløft, yderligere. En anden kategori vil være en isoleret knogleaugmentationsprocedure med enten bare autolog knogletransplantat høstet fra underkæben eller et autolog knogletransplantat understøttet af en titaniumforstærket membran. Rekonstruktion af blødt væv kan enten være med autolog fri gingival lap, bindevævstransplantat, med acellulære dermale graft eller xenogene graft. Vejledningen for implantatkirurgisk procedure leveret af implantatfabrikanten vil blive overholdt, og det vil blive rapporteret, om implantaterne er placeret hjerneguidet, delvist guidet eller fuldt guidet, og hvordan det påvirker komplikationsraten.

Statistisk analyse Beskrivende statistik vil blive brugt til at karakterisere studiebefolkningen og hyppigheden af komplikationer samt STAI-6 og NA niveau. Sammenhenge mellem forudsigelsesvariabler og komplikationer vil blive undersøgt ved hjælp af multivariat logistisk regressionsanalyse. Kirurgens evne til at forudsige patienter, der udviser komplikationer, vil blive vurderet. Derudover vil dataene blive analyseret ved at træne en kunstig intelligensmodel, Random Forest algoritmen, for at udforske muligheden for at forudsige komplikationer baseret på pre-, intra- og postoperative data.