Kirurgien ennustus hammaskirurgian komplikaatioista ja potilaan ominaisuuksien vaikutus: tekoälymallin kehittäminen

Kliininen päätöksenteko perustuu intuitioon ja kokemukseen, potilasarvoihin sekä biologiseen uskottavuuteen, jota kirjallisuus tukee. Ennen suukirurgiaa kirurgin on harkittava potilaskohtaisia, leikkaukseen liittyviä ja hammaskohtaisia tekijöitä. Sitä voi rajoittaa ihmisen kyvykkyys, minkä vuoksi tekoälyä ehdotetaan kliinisen päätöksenteon parantamiseksi. Komplikaatioita ennustavaa arviointityökalua ei ole vielä luotu.

Tavoite Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida leikkauksen aikana ja jälkeen tapahtuvien komplikaatioiden esiintyvyyttä ja ennustetekijöitä sekä arvioida kirurgin kykyä ennakoida näitä tapahtumia. Tutkimus pyrkii systematisoida ennustettavia muuttujia luodakseen tekoälypohjaisen ennustemallin, joka auttaa suukirurgia kliinisessä päätöksenteossa. Tämä tutkimus kuvaa komplikaatioiden esiintyvyyttä yksityisellä lähetysklinikalla, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), ja selventää kirurgin ja potilaan vaikutusta ennustetekijöinä. Tutkimus edistää tekoälyn käyttöä tavoitteena parantaa potilaiden kliinistä lopputulosta, vähentää leikkauksen aikana ja jälkeen tapahtuvien komplikaatioiden esiintymistä sekä helpottaa kirurgin työtä. Tutkimus voi mahdollisesti tarjota tietoa suukirurgian hoidon optimoinnista, ennusteesta, selviytymisestä ja menestyksestä. Lisäksi tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa kirurgin ennustuskyvystä sekä potilaan ahdistuksen tason ja henkilökohtaisten ominaisuuksien vaikutuksesta onnistuneen hoidon lopputulokseen.

Tausta Tämä tutkimus tarkastelee yleisimpiä kirurgisia toimenpiteitä lähetysklinikalla: kolmansien poskihampaiden poistoa, huippuleikkauksia ja hammasimplantaattien asettamista. Komplikaatioita voi esiintyä leikkauksen aikana ja jälkeen, ja ne ovat harvoin tappavia mutta usein heikentäviä lyhyellä tai pitkällä aikavälillä. Odotettuja ennustemuuttujia raportoidaan. Sosiodemografiset tekijät, potilaskohtaiset tekijät ja kirurgikohtaiset tekijät raportoidaan samalla tavalla riippumatta kirurgisesta toimenpiteestä. Lisäksi anatomiset tekijät, patologiset tekijät sekä leikkausmenetelmään liittyvät tekijät voivat vaikuttaa komplikaatioiden riskiin.

Kirurgien kokemuksen mittaamisessa ja sen kliinisestä vaikutuksesta ennustetekijänä on näyttöä puutteellisesti. Tutkimukset raportoivat korkeammasta komplikaatioiden esiintyvyydestä potilailla, joita hoitaa vähemmän kokeneet kirurgit, mukaan lukien kohonnut riski alveolaarihermon vajaatoimintaan ja leikkauksen jälkeiseen kipuun. Ristiriitaisesti kokeneisuus ei vaikuttanut leikkausaikaan aiempien tutkimusten mukaan. Huippuleikkaus vaatii erityistä tietoa ja taitoja. Tutkimus vertasi endodontistien ja suu- ja leukakirurgien yhdistettyä menestysastetta, ja endodontistien menestysaste oli hieman korkeampi, mutta kirurgien ryhmässä luottamusväli oli suurempi. Kansainvälisen implantologian tiimin (ITI) konsensusraportti 2019 toteaa, että kliinikko on merkittävä riskitekijä, mutta sitä ei sisällytetä Simple-Advanced-Complex-luokitusohjeeseen sen mittauksen epätarkkuuden vuoksi. Tutkijat sisällyttävät kirurgin riskiarvion komplikaatioista sekä itsearvioinnin leikkauksen jälkeen.

Hammasahdistuksen taso voi vaikuttaa leikkauksen jälkeiseen toipumiseen, olla vakavia seurauksia kliinisissä tilanteissa ja raportoidaan vaikuttavan leikkauksen aikaisen vaikeustason. Ahdistuksella voi olla erilaisia ilmenemismuotoja, mutta ahdistuksen objektiivinen mittari on Spielbergerin tilan ja piirteen ahdistusinventaario (STAI). Tilan ahdistuksen mittaamista ennen leikkausta ei ole vielä tutkittu hammaslääketieteen lähetysklinikalla. Tämä tutkimus pyytää potilaita täyttämään STAI-6:n mittaamaan tilan ahdistusta ennen leikkausta. Negatiivisen affektiivisuuden (NA) ja heikentyneen suun terveyteen liittyvän elämänlaadun välillä on havaittu yhteys. NA:n arvellaan vaikuttavan ihmisen kokemukseen ja se sisältää pelon, ahdistuksen, stressitason, vihan, syyllisyyden, vihamielisyyden, ärtyneisyyden, häpeän ja hermostuneisuuden. Lisäksi yhteistyöhaluttomuus voi viivästyttää implanttihoidon epäsuoran vaikutuksen vuoksi. Tämä tutkimus selvittää NA:n, tilan ahdistuksen ja suukirurgian välistä yhteyttä.

Kolmansien poskihampaiden poisto Erityisesti kolmansien poskihampaiden poistossa on raportoitu vähän komplikaatioita, mutta komplikaatioiden esiintyvyydessä on suuria eroja. Mainitsemisen arvoisia ovat alveolaariosteitti, absessin muodostuminen, jatkuva verenvuoto sekä pitkittynyt kipu ja trismus. Lisäksi heikentynyttä tuntoa on rekisteröity. Jos kolmas poskihammas on hermon vieressä, voi puristus aiheuttaa tilapäisen tuntohäiriön. Tämä rekisteröidään, mutta hermovaurion määritelmä tässä tutkimuksessa on pysyvä tuntohäiriö, joka kestää >6 kuukautta ja vahvistetaan neurosensorisella arviointimenetelmällä. Leikkausaika oli merkitsevästi yhteydessä leikkauksen jälkeiseen kipuun, turvotukseen ja alahuulen tuntohäiriöön ja voi altistaa tulehduksellisille komplikaatioille. Pellin ja Gregoryn luokittelu kuvaa kolmannen poskihampaan patistuman anatomista tasoa, ABC patistuman syvyytenä ja I, II tai III luun peittävyytenä mandibulan haarukasta. Tutkimus totesi, että C-luokan patistuma oli yhteydessä heikentyneeseen tuntoon, huonompaan leikkauksen jälkeiseen epämukavuuteen ja pitkittyneeseen trismukseen. Toinen tutkimus raportoi merkitsevän yhteyden patistuman tason, ennalta olevien infektioiden tai patologian kanssa leikkauksen jälkeisiin komplikaatioihin (SSI tai AO). Patologiset muuttujat sisältävät kariesta, parodontaalitautia, infektiota: selluliittia tai absessia, viereisen hampaan resorptiota tai sisäistä resorptiota, hammasmurtumaa, osteomyelittiä, follikkelin patologiaa, mukaan lukien kysta tai kasvain. Leikkausmenetelmän osalta sopimattomat läppien vetoaminen voi lisätä riskiä parodontaalivikoihin viereisissä hampaissa. Kielivedon tekeminen on paljon keskustelun aiheena. Se on merkitsevästi yhteydessä pidennettyyn leikkausaikaan, huonompaan leikkauksen jälkeiseen kipuun, AO:n kohonneeseen riskiin OR:lla. Toisaalta sen on ehdotettu parantavan pääsyä, yksinkertaistavan toimenpidettä ja johtavan korkeampaan tilapäisten hermovajaatoimien esiintyvyyteen, mutta täydelliseen vähenemiseen pysyvissä hermovammoissa.

Huippuleikkaus Tutkimus väittää, että kirurginen juurileikkaus on minimaalisesti invasiivinen toimenpide, jossa on vähän komplikaatioita. Menestysaste on korkea, raportoitu 88% 6-12 kuukautta leikkauksen jälkeen, tai konsensusraportti toteaa sen olevan >90%. Tutkimus päättelee, että korkeampi infektio- ja tulehdusaste ennen leikkausta voi vaikuttaa lopputulokseen negatiivisesti. Anatomiset olosuhteet voivat vaikuttaa lopputulokseen. Premolaari on osoittanut merkitsevästi paremman lopputuloksen verrattuna etu- tai poskihampaisiin, pääasiassa poskiluun menetyksen vuoksi, sekä vaikeuden huippuleikkauksessa hampaissa, joissa on useampi kuin yksi juuri. Korkeampi menestysaste on esiintynyt etuhampaissa verrattuna takahampaisiin ja yläleukahampaisiin verrattuna alaleukahampaisiin. Lukuun ottamatta lateraalista etuhammasta kitapuristeen perforaation vuoksi. Onnistunut lopputulos riippui merkitsevästi leesion koosta, koputuksen herkkyydestä tai fistulan läsnäolosta. Poskiluun menetys raportoitiin ennustemuuttujana kirurgiselle epäonnistumiselle. Lisäksi korkea sivuontelon perforaatioriski oli merkitsevästi yhteydessä etäisyyteen <1 mm huippusta maksillarisivuonteloon. Kuitenkaan sivuontelon perforaatiota ei pidetä komplikaationa tässä tutkimuksessa, ellei se aiheuta suu-sivuontelofistulan kehittymistä 1-2 viikkoa leikkauksen jälkeen. Tutkimus totesi, että parempi huippuleikkauksen paraneminen tapahtuu viistoleikkauksen ja ultraäänivalmistelun jälkeen 3 mm koronaalisesti juurikanavassa verrattuna poraleikkaukseen ja luokan 1 ontelojuuren täyttöön.

Implantologia Tietojemme mukaan mikään tekoälypohjainen malli ei pysty ennustamaan komplikaatioita hammasimplantaattien asettamisen jälkeen, vaikka ITI:llä on hyvin perusteltu arviointityökalu. Onnistunut implantin asettaminen perustuu luusulautumiseen, selviytymisasteeseen, proteesin vakauteen, luun menetykseen, infektion puuttumiseen ja oireettomiin olosuhteisiin. Lisäksi pehmytkudosta vaaditaan varmistamaan implantaatin ympäristön terveys, estetiikka, hyvät protetiikkaolosuhteet ja potilastyytyväisyys. Hammasimplantaatit vaativat usein kovan ja/tai pehmeän kudoksen lisäystä ennen tai leikkauksen aikana, mikä ehdotetaan kriittiseksi implantaatin ympäristön leikkauksen jälkeiselle terveydelle.

Hypoteesit Tutkijat olettavat, että kirurgit ovat hyviä ennustamaan, mitkä potilaat saavat leikkauksen jälkeisiä komplikaatioita. Lisäksi tutkijat olettavat, että aiemmilla tiedoilla koulutettu tekoälyverkko voi parantaa näiden ennusteiden tarkkuutta.

Aineisto ja metodologia Tämä prospektiivinen kliininen havainnointitutkimus suoritetaan yksityisellä suu- ja leukakirurgiaan erikoistuneella lähetysklinikalla, SPSJ:llä. Tutkimussuunnittelu kuvastaa leikkauksen aikana tai jälkeen tapahtuvien komplikaatioiden luonnollista etenemistä rutiinikliinisen käytännön mukaisesti. Tutkimus on yhteistyötä Kööpenhaminan yliopiston odontologian laitoksen kanssa. Tutkimukseen liittyvät kirurgiset toimenpiteet ovat kolmansien poskihampaiden poisto, huippuleikkaus ja hammasimplantaattien asettaminen. Klinikka vastaanottaa lähetteitä hammaslääkäreiltä, ja potilaat saavat kutsun osallistua tutkimukseen. Tutkimusväestöksi odotetaan noin 3000 potilasta. Lähetysklinikka tarjoaa laitteistoa radiografisen kuvantamisen, kirurgisten instrumenttien ja kliinisen henkilökunnan osalta. Hammasimplantologiassa käytetään erilaisia biomateriaaleja (Geistlich Pharma International: BioOss granulaatteja, kollageenia tai kalvoja) ja implantaatteja (Dentsply Sirona tai Straumann). Osallistuminen tähän tutkimukseen aiheuttaa taloudellisia kustannuksia, mutta potilaille tarjotaan lisävalvontakäyntejä ilmaiseksi.

Kirjallinen suostumus hankitaan. Tiedot kerätään hammaslääketieteellisten päiväkirjojen kautta. Lisäksi kerätään kyselylomakkeet (STAI-6 ja PANAS-SF) potilailta ennen leikkausta. Leikkauksen aikana ja jälkeen kirurgeille täytetään kyselylomakkeet. Kaikkia tietoja käsitellään luottamuksellisesti Tanskan tietosuojaviranomaisen lain mukaisesti.

Ennustemuuttujat Sosiodemografiset tekijät: ikä, sukupuoli, terveydentila, alkoholin ja tupakan käyttö sekä jako The American Society of Anesthesiologists Physical Status, ASA-luokituksen mukaan. Anamneettisen tiedon osalta kipuhistoriaa sekä leikkausta edeltäviä toimenpiteitä tallennetaan. Anatomisia tekijöitä, patologisia tekijöitä sekä leikkausmenetelmään liittyviä tekijöitä raportoidaan. Aika ensimmäisestä leikkauksesta viimeiseen ompeleeseen merkitään. Leikkausmenetelmän osalta paikallisten kipulääkkeiden käyttöä (annostus, tyyppi ja pitoisuus), leikkauksen valintaa, läppäsuunnittelua ja leikkausmenetelmälle ominaisia tekijöitä raportoidaan. Reseptit sisällytetään tutkimukseen, mukaan lukien kipulääkkeet ja antibiootit ennen leikkausta tai leikkauksen jälkeisissä seurauksissa. Antibioottien käyttö perustuu Tanskan kansallisen terveyslautakunnan vuoden 2019 ohjeisiin sekä yksilölliseen arvioon potilaan riskiprofiilin perusteella. Tutkimuksessa käytettävät antibiootit ovat penisilliini V tai yhdistelmä metronidatsolin kanssa. Klindamysiini, jos potilas on allerginen penisilliinille, ja laaja-alaisen amoksisilliinin ja klavulaanihapon resepti, jos infektio jatkuu. Rekisteröidään, onko antibioottiresepti määrätty ennen lähetettä tai onko antibioottien herkkyystesti tarpeen. Joissakin tapauksissa hallusinogeenisia lääkkeitä (0,125/0,250 mg Halcion) tai yleisanestesiaa (propofoli/remifentanyyli) tarvitaan.

Huippuleikkauksen hoitohallinta sisältää läppänoston, osteotomian, tarttuneiden kanavien tunnistamisen, granulaatiokudoksen kyrettauksen, juurien kärkien poiston ja tehokkaan sulkemisen biomateriaalilla sekä seuraavan ompeleiden sulkemisen.

Tämä tutkimus jakaa implanttitapaukset eri pääluokkiin systematisoidakseen useita mahdollisuuksia. Implantin asettamisen aika hammaspoiston jälkeen voi olla joko tyyppi 1: välittömästi hammaspoiston jälkeen, tyyppi 2: pehmytkudoksen peittämisen jälkeen (4-8 viikkoa), tyyppi 3: kliinisesti ja radiografisesti riittävässä luussa (12-16 viikkoa) tai tyyppi 4: parantuneissa alveolaarihylsyissä. Latausprotokolla raportoidaan myös, joka voi olla joko >2 kuukautta implantin asettamisen jälkeen, nimittäin perinteinen lataus. Varhainen lataus, jos 1-2 kuukautta implantin asettamisen jälkeen, tai välitön lataus <1 viikko implantin asettamisen jälkeen. Implantin asettamisen ja latauksen luokka jaetaan 12 luokkaan. Lisäksi leikkaukset luokitellaan vain implantin asettamiseksi, implantin asettamiseksi samanaikaisella luun lisäyksellä tai avoimen sivuontelon nostolla. Toinen luokka on erillinen luun lisäysmenettely joko vain autologisella luusiirrolla, joka kerätään mandibulasta, tai autologisella luusiirrolla, jota tukee titaanilla vahvistettu kalvo. Pehmytkudoksen rekonstruktio voi olla joko autologisella vapaalla ienläpällä, sidekudos siirrolla, soluttomilla ien siirroilla tai ksenogeenisillä siirroilla. Implantin valmistajan tarjoamaa implantin kirurgisen toimenpiteen ohjetta noudatetaan, ja raportoidaan, onko implantaatit asetettu aivo-ohjatusti, osittain ohjatusti tai täysin ohjatusti ja miten se vaikuttaa komplikaatioiden esiintyvyyteen.

Tilastollinen analyysi Kuvailevaa tilastotiedettä käytetään tutkimusväestön ja komplikaatioiden esiintyvyyden, sekä STAI-6:n ja NA-tason kuvaamiseen. Ennustemuuttujien ja komplikaatioiden välisiä yhteyksiä tarkastellaan monimuuttujaisella logistisella regressioanalyysillä. Kirurgin kykyä ennustaa komplikaatioita saavia potilaita arvioidaan. Lisäksi tietoja analysoidaan kouluttamalla tekoälymalli, Random Forest -algoritmi, tutkiakseen komplikaatioiden ennustamisen toteutettavuutta ennen, leikkauksen aikana ja jälkeen saatujen tietojen perusteella.