Vorhersage von Komplikationen bei Zahnoperationen durch Chirurgen und der Einfluss von Patientenmerkmalen: Entwicklung eines KI-Modells

Ziel Die klinische Entscheidungsfindung basiert auf Intuition und Erfahrung, Patientenwerten und der durch Literatur gestützten biologischen Plausibilität. Vor einem oralchirurgischen Eingriff muss der Chirurg patientenbezogene, operationsbezogene und zahnbezogene Faktoren berücksichtigen. Sie kann durch menschliche Fähigkeiten begrenzt sein, weshalb künstliche Intelligenz zur Verbesserung der klinischen Entscheidungsfindung vorgeschlagen wird. Ein Bewertungsinstrument zur Vorhersage von Komplikationen wurde noch nicht etabliert.

Zielsetzung Diese Studie zielt darauf ab, die Inzidenz und Prädiktoren von intra- und postoperativen Komplikationen zu evaluieren und die Fähigkeit des Chirurgen zur Vorhersage dieser Ereignisse zu bewerten. Die Studie zielt darauf ab, vorhersagbare Variablen zu systematisieren, um ein KI-Vorhersagemodell zu erstellen, das den Mund-Kiefer-Chirurgen bei der klinischen Entscheidungsfindung unterstützt. Die aktuelle Studie wird die Häufigkeiten von Komplikationen in einer privaten Überweisungsklinik, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), beschreiben und den Einfluss des Chirurgen und des Patienten als prädiktive Variablen klären. Die Studie trägt dazu bei, den Einsatz künstlicher Intelligenz voranzutreiben, mit dem Ziel, die klinischen Ergebnisse für Patienten zu verbessern, das Auftreten von Komplikationen intra- und postoperativ zu reduzieren sowie die Arbeit des Chirurgen zu erleichtern. Die Studie kann potenziell Informationen zur Optimierung von Behandlung, Prognose, Überleben und Erfolg der Mundchirurgie liefern. Darüber hinaus wird die Studie wertvolle Informationen über die Vorhersagefähigkeiten des Chirurgen sowie den Einfluss des Angstniveaus und der persönlichen Merkmale des Patienten auf den Behandlungserfolg liefern.

Hintergrund Die aktuelle Studie wird die häufigsten chirurgischen Eingriffe in einer zahnärztlichen Überweisungsklinik untersuchen, nämlich die Entfernung dritter Molaren, apikale Wurzelspitzenresektionen und die Platzierung von Zahnimplantaten. Komplikationen können intra- und postoperativ auftreten und sind selten tödlich, aber oft kurz- oder langfristig behindernd. Erwartete prädiktive Variablen werden berichtet. Soziodemografische Faktoren, patientenbezogene Faktoren und chirurgische Faktoren werden unabhängig vom chirurgischen Eingriff in gleicher Weise berichtet. Darüber hinaus können anatomische Faktoren, pathologische Faktoren sowie Faktoren im Zusammenhang mit dem chirurgischen Eingriff das Komplikationsrisiko beeinflussen.

Es gibt einen Mangel an Evidenz bei der Messung der Erfahrung von Chirurgen und deren klinischer Auswirkung als prädiktiver Faktor. Studien berichten von einer höheren Inzidenz von Komplikationen bei Patienten, die von weniger erfahrenen Chirurgen operiert werden, darunter ein erhöhtes Risiko für Alveolarnervendefizite und postoperative Schmerzen. Im Widerspruch dazu hatte die Dienstzeit laut früheren Studien keinen Einfluss auf die Operationszeit. Die apikale Chirurgie erfordert spezielles Wissen und Fähigkeiten. Eine Studie verglich die gepoolte Erfolgsrate zwischen Endodontologen und Mund-Kiefer-Gesichtschirurgen, mit einer leicht höheren Erfolgsrate bei Endodontologen, aber einem größeren Konfidenzintervall in der Gruppe der Chirurgen. Der ITI-Konsensusbericht 2019 stellt fest, dass der Kliniker einen signifikanten Risikofaktor darstellt, jedoch aufgrund mangelnder Genauigkeit in seiner Messung nicht in die Simple-Advanced-Complex-Klassifikationsrichtlinie aufgenommen wird. Die Untersucher werden die Risikobewertung des Chirurgen für Komplikationen sowie eine postoperative Selbsteinschätzung einbeziehen.

Das Angstniveau in der Zahnmedizin kann die postoperative Genesung beeinflussen, schwerwiegende Auswirkungen in klinischen Situationen haben und wird berichtet, dass es die intraoperative Schwierigkeit beeinflusst. Angst kann verschiedene Ausdrucksformen haben, aber ein objektives Maß für Angst ist der Spielberger State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Die Messung der Zustandsangst vor der Operation wurde in einer zahnärztlichen Überweisungsklinik noch nicht untersucht. Diese Studie wird die Patienten bitten, den STAI-6 auszufüllen, um die Zustandsangst vor der Operation zu messen. Ein Zusammenhang zwischen negativer Affektivität (NA) und einer verringerten mundgesundheitsbezogenen Lebensqualität wurde festgestellt. NA soll Einfluss auf das menschliche Erleben haben und umfasst Angst, Stress, Wut, Schuld, Feindseligkeit, Reizbarkeit, Scham und Nervosität. Darüber hinaus kann mangelnde Compliance die Implantatbehandlung aufgrund eines indirekten Effekts auf das Ergebnis verzögern. Diese Studie wird den Zusammenhang zwischen NA, Zustandsangst und Mundchirurgie aufklären.

Entfernung dritter Molaren Speziell für die Entfernung dritter Molaren wurden wenige Komplikationen berichtet, aber es wird über große Unterschiede in der Häufigkeit von Komplikationen berichtet. Erwähnenswert sind die Alveolitis, Abszessbildung, anhaltende Blutung und anhaltende Schmerzen sowie Trismus. Darüber hinaus wurden Sensibilitätsstörungen registriert. Wenn der dritte Molar dem Nerv benachbart ist, kann es vorkommen, dass Kompression zu einer vorübergehenden sensorischen Beeinträchtigung führt. Dies wird registriert, aber die Definition einer Nervenverletzung in dieser Studie wird eine permanente sensorische Beeinträchtigung sein, die >6 Monate anhält und durch eine neurosensorische Evaluationsmethode verifiziert wird. Die Operationszeit war signifikant mit postoperativen Schmerzen, Schwellungen und Sensibilitätsstörungen der Unterlippe assoziiert und könnte zu entzündlichen Komplikationen prädisponieren. Die Pell-und-Gregory-Klassifikation beschreibt das anatomische Niveau der Impaktion des dritten Molaren, ABC als die Tiefe der Impaktion und I, II oder III als Knochenbedeckung vom Ramus mandibulae. Eine Studie kam zu dem Schluss, dass die Klasse-C-Impaktion mit einer Sensibilitätsstörung, stärkerem postoperativem Unbehagen und verlängertem Trismus assoziiert war. Eine andere Studie berichtet von einer signifikanten Assoziation mit dem Impaktionsgrad, vorbestehenden Infektionen oder Pathologien mit postoperativen Komplikationen (SSI oder AO). Pathologische Variablen umfassen Karies, Parodontalerkrankungen, Infektionen: Zellulitis oder Abszess, Resorption benachbarter Zähne oder interne Resorption, Zahnfraktur, Osteomyelitis, Pathologie des Follikels, darunter Zyste oder Tumor. In Bezug auf das chirurgische Verfahren können unangemessene Lappenretraktionen das Risiko von parodontalen Defekten an benachbarten Zähnen erhöhen. Ob eine linguale Retraktion durchgeführt werden soll oder nicht, wird viel diskutiert. Sie wurde signifikant mit erhöhter Operationszeit, stärkeren postoperativen Schmerzen, erhöhtem AO-Risiko mit einem OR assoziiert. Umgekehrt wurde vorgeschlagen, dass sie den Zugang verbessert, das Verfahren vereinfacht und zu einer höheren Inzidenz temporärer Nervendefizite, aber einer vollständigen Reduktion permanenter Nervenverletzungen führt.

Apikale Chirurgie Eine Studie behauptet, dass die chirurgische Wurzelspitzenresektion ein minimal-invasiver Eingriff mit wenigen Komplikationen ist. Die Erfolgsrate ist hoch, berichtet als 88% 6-12 Monate postoperativ oder ein Konsensusbericht stellt fest, dass sie >90% beträgt. Eine Studie kommt zu dem Schluss, dass ein höherer Grad an Infektion und Entzündung vor der Operation das Ergebnis negativ beeinflussen kann. Anatomische Bedingungen könnten das Ergebnis beeinflussen. Prämolaren haben im Vergleich zu Frontzähnen oder Molaren ein signifikant besseres Ergebnis gezeigt, hauptsächlich aufgrund des Verlusts der bukkalen Knochenplatte sowie der Schwierigkeit mit der apikalen Osteotomie bei Zähnen mit mehr als einer Wurzel. Eine höhere Erfolgsrate trat bei Frontzähnen im Vergleich zu Seitenzähnen und Oberkieferzähnen im Vergleich zu Unterkieferzähnen auf. Mit Ausnahme des lateralen Schneidezahns aufgrund der Perforation der palatinalen kortikalen Platte. Ein erfolgreiches Ergebnis hing signifikant von der Größe der Läsion, Klopfschmerz oder vorhandener Fistel ab. Der Verlust des bukkalen Knochens wurde als prädiktive Variable für chirurgisches Versagen berichtet. Darüber hinaus war ein hohes Risiko für Sinusperforation signifikant mit einem Abstand von <1mm von der Apex zur Kieferhöhle assoziiert. Allerdings wird die Sinusperforation in dieser Studie nicht als Komplikation betrachtet, es sei denn, sie führt zur Entwicklung einer oro-antralen Fistel 1-2 Wochen postoperativ. Eine Studie kam zu dem Schluss, dass bessere periapikale Heilungsraten nach Abschrägungsresektion und ultraschallgestützter Präparation 3mm koronal im Wurzelkanal im Vergleich zur bur-geschnittenen und Klasse-1-Kavitätswurzelfüllung auftreten.

Implantologie Nach unserem Wissen kann kein KI-basiertes Modell Komplikationen nach der Platzierung von Zahnimplantaten vorhersagen, obwohl die ITI ein etabliertes Bewertungsinstrument hat. Eine erfolgreiche Implantatplatzierung basiert auf Osseointegration, Überlebensrate, Prothesenstabilität, Knochenverlust, Abwesenheit von Infektion und asymptomatischen Bedingungen. Darüber hinaus wird Weichgewebe benötigt, um peri-implantäre Gesundheit, Ästhetik, gute prothetische Bedingungen und Patientenzufriedenheit zu gewährleisten. Zahnimplantate erfordern oft eine Augmentation von hartem und/oder weichem Gewebe vor oder während der Operation, was als kritisch für die peri-implantäre postoperative Gesundheit angesehen wird.

Hypothesen Die Untersucher vermuten, dass die Chirurgen gut darin sind vorherzusagen, welche Patienten postoperative Komplikationen haben werden. Darüber hinaus vermuten die Untersucher, dass ein künstliches Intelligenznetzwerk, das mit früheren Daten trainiert wurde, die Genauigkeit dieser Vorhersagen erhöhen kann.

Material und Methodik Diese prospektive klinische Beobachtungsstudie wird in einer privaten Überweisungsklinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie, SPSJ, durchgeführt. Das Studiendesign erfasst den natürlichen Verlauf von intra- oder postoperativen Komplikationen im Rahmen der routinemäßigen klinischen Praxis. Die Studie ist eine Zusammenarbeit mit der Abteilung für Odontologie der Universität Kopenhagen. Die in der Studie involvierten chirurgischen Eingriffe sind die Entfernung dritter Molaren, Apikoektomie und die Platzierung von Zahnimplantaten. Die Klinik erhält Überweisungen von Zahnärzten, und die Patienten erhalten dann eine Einladung zur Teilnahme an der Studie. Eine Studienpopulation von etwa 3000 Patienten wird erwartet. Die Überweisungsklinik wird Ausrüstung in Bezug auf radiologische Bildgebung, chirurgische Instrumente und klinisches Personal bereitstellen. Bezüglich der Zahnimplantologie werden verschiedene Biomaterialien (Geistlich Pharma International: BioOss Granulate, Kollagen oder Membranen) und Implantate (Dentsply Sirona oder Straumann) verwendet. Die Teilnahme an dieser Studie wird wirtschaftliche Kosten implizieren, aber den Patienten werden zusätzliche Kontrollbesuche kostenlos angeboten.

Eine schriftliche Einwilligung wird eingeholt. Daten werden durch Zahnjournale gesammelt. Darüber hinaus werden Fragebögen (STAI-6 und PANAS-SF) für Patienten vor der Operation gesammelt. Peri- und postoperativ werden Fragebögen für die Chirurgen ausgefüllt. Alle Daten werden vertraulich im Einklang mit dem Gesetz der dänischen Datenschutzbehörde behandelt.

Prädiktive Variablen Soziodemografische Faktoren: Alter, Geschlecht, Gesundheitszustand, Alkohol- und Tabakkonsum sowie eine Unterteilung gemäß der American Society of Anesthesiologists Physical Status, ASA-Klassifikation. In Bezug auf anamnestische Informationen werden Schmerzanamnese sowie Interventionen vor der Operation aufgezeichnet. Anatomische Faktoren, pathologische Faktoren sowie Faktoren im Zusammenhang mit dem chirurgischen Verfahren werden berichtet. Die Zeit vom ersten Schnitt bis zur letzten Naht wird notiert. In Bezug auf das chirurgische Verfahren werden die Verwendung lokaler Analgetika (Dosierung, Typ und Konzentration), die Wahl des Schnitts, das Lappendesign und prozedurspezifische Faktoren berichtet. Verschreibungen werden in die Studie einbezogen, einschließlich Analgetika und Antibiotika vor der Operation oder in der postoperativen Folge. Die Verwendung von Antibiotika basiert auf Leitlinien des nationalen Gesundheitsrats in Dänemark von 2019 sowie einer individuellen Bewertung basierend auf dem Risikoprofil des Patienten. Die in der Studie verwendeten Antibiotika werden Penicillin V oder in Kombination mit Metronidazol sein. Clindamycin, wenn der Patient allergisch auf Penicillin ist, und Verschreibung von Breitband-Amoxicillin mit Clavulansäure, wenn eine Infektion anhält. Es wird aufgezeichnet, ob eine Antibiotikaverschreibung vor der Überweisung angeordnet wurde oder ob ein Antibiotika-Empfindlichkeitstest indiziert ist. In einigen Fällen sind halluzinogene Medikamente (0,125/0,250 mg Halcion) oder Vollnarkose (Propofol/Remifentanil) indiziert.

Das Management der apikalen Chirurgiebehandlung umfasst Lappenerhebung, Osteotomie, Identifikation infizierter Kanäle, Kürettage von Granulationsgewebe, Entfernung von Wurzelspitzen und effektive Versiegelung mit einem Biomaterial und anschließendem Nahtverschluss.

Die aktuelle Studie wird die Implantatfälle in verschiedene Hauptkategorien einteilen, um multiple Möglichkeiten zu systematisieren. Der Zeitpunkt der Implantatplatzierung nach Zahnextraktion kann entweder Typ 1: unmittelbar nach Zahnextraktion, Typ 2: nach Weichgewebeabdeckung (4-8 Wochen), Typ 3: bei klinisch und radiologisch ausreichendem Knochen (12-16 Wochen) oder Typ 4: in geheilten Alveolarsockeln sein. Das Belastungsprotokoll wird ebenfalls berichtet, das entweder >2 Monate nach Implantatplatzierung, nämlich konventionelle Belastung, sein kann. Frühe Belastung, wenn 1-2 Monate nach Implantatplatzierung, oder sofortige Belastung <1 Woche nach Implantatplatzierung. Die Kategorie der Implantatplatzierung und Belastung wird in 12 Kategorien unterteilt. Darüber hinaus werden die Operationen klassifiziert als nur Implantatplatzierung, Implantatplatzierung mit simultaner Knochenaugmentation oder mit offener Sinuslift, zusätzlich. Eine weitere Kategorie wird ein isolierter Knochenaugmentationsprozess sein, entweder nur mit autologem Knochentransplantat aus dem Unterkiefer oder einem autologen Knochentransplantat unterstützt durch eine titanverstärkte Membran. Die Rekonstruktion von Weichgewebe kann entweder mit autologem freiem Gingivalappen, Bindegewebstransplantat, azellulären dermalen Transplantaten oder xenogenen Transplantaten erfolgen. Die Anleitung für das Implantatchirurgieverfahren, bereitgestellt vom Implantathersteller, wird eingehalten, und es wird berichtet, ob die Implantate hirngesteuert, teilweise geführt oder vollständig geführt platziert werden und wie sich dies auf die Komplikationsrate auswirkt.

Statistische Analyse Deskriptive Statistik wird verwendet, um die Studienpopulation und die Häufigkeit von Komplikationen sowie das STAI-6- und NA-Niveau zu charakterisieren. Assoziationen zwischen prädiktiven Variablen und Komplikationen werden mittels multivariater logistischer Regressionsanalyse untersucht. Die Fähigkeit des Chirurgen, Patienten mit Komplikationen vorherzusagen, wird bewertet. Darüber hinaus werden die Daten analysiert, indem ein künstliches Intelligenzmodell, der Random-Forest-Algorithmus, trainiert wird, um die Machbarkeit der Vorhersage von Komplikationen basierend auf prä-, intra- und postoperativen Daten zu untersuchen.