歯科手術の合併症予測と患者特性の影響：外科医によるAIモデルの開発

目的 臨床的意思決定は、直感と経験、患者の価値観、文献によって裏付けられた生物学的妥当性に基づいています。口腔外科手術前には、外科医は患者に関連する要因、手術に関連する要因、および歯に関連する要因を考慮する必要があります。これは人間の能力によって制限される可能性があり、そのため臨床的意思決定を改善するために人工知能が提案されています。合併症を予測する評価ツールはまだ確立されていません。

目的 本研究は、術中および術後の合併症の発生率と予測因子を評価し、外科医がこれらの事象を予見する能力を評価することを目的としています。本研究は、予測可能な変数を体系化し、口腔外科医の臨床的意思決定を支援する人工知能予測モデルを作成することを目的としています。現在の研究では、私立紹介クリニックSpecialtandlægerne Sjælland（SPSJ）における合併症の頻度を記述し、予測変数としての外科医と患者の影響を明確にします。本研究は、患者の臨床転帰を改善し、術中および術後の合併症の発生を減少させ、外科医の作業を容易にすることを目的として、人工知能の使用を進めることに貢献します。本研究は、口腔外科手術の治療、予後、生存、成功に関する最適化に関する情報を提供する可能性があります。さらに、本研究は、外科医の予測能力、患者の不安レベルおよび個人特性が成功した治療の転帰に与える影響に関する貴重な情報を提供します。

背景 現在の研究では、紹介歯科クリニックで最も頻繁に行われる外科的介入である第三大臼歯抜歯、歯根端切除術、および歯科インプラントの埋入を探求します。合併症は術中および術後に発生する可能性があり、致命的になることはまれですが、短期または長期にわたって障害を引き起こすことがよくあります。予測される予測変数が報告されます。社会人口統計学的要因、患者関連要因、および外科医関連要因は、外科的処置に関係なく同じ方法で報告されます。さらに、解剖学的要因、病理学的要因、および外科的処置に関連する要因が合併症のリスクに影響を与える可能性があります。

外科医の経験とその臨床的影響を予測因子として測定する証拠が不足しています。研究によると、経験の浅い外科医によって手術を受けた患者では合併症の発生率が高く、その中には歯槽神経障害および術後痛のリスク増加が含まれます。逆に、以前の研究によれば、年功序列は手術時間に影響を与えませんでした。歯根端切除術には特別な知識と技能が必要です。ある研究では、歯内療法医と口腔顎顔面外科医の間のプールされた成功率を比較し、歯内療法医の方がわずかに高い成功率を示しましたが、外科医グループでは信頼区間がより広くなりました。国際インプラント学会（ITI）の2019年コンセンサスレポートは、臨床医が重要なリスク因子を構成すると述べていますが、その測定の精度が不足しているため、Simple-Advanced-Complex分類ガイドラインには含まれていません。研究者は、外科医の合併症リスク評価、および術後の自己評価を含めます。

歯科不安レベルは術後の回復に影響を与え、臨床状況に重大な影響を及ぼし、術中の困難さに影響を与えると報告されています。不安はさまざまな表現を持つことがありますが、不安の客観的尺度はSpielberger状態特性不安調査票（STAI）です。手術前の状態不安の測定は、歯科紹介クリニックではまだ検討されていません。本研究では、患者に手術前にSTAI-6を記入してもらい、状態不安を測定します。否定的感情性（NA）と口腔健康関連生活の質の低下との関連が発見されています。NAは人間の経験に影響を与えると考えられており、恐怖、不安、ストレスレベル、怒り、罪悪感、敵意、いらだち、恥ずかしさ、緊張を含みます。さらに、コンプライアンスの欠如は、転帰に間接的な影響を与えるため、インプラント治療を遅らせる可能性があります。本研究は、NA、状態不安、および口腔外科手術との関連を明らかにします。

第三大臼歯抜歯 特に第三大臼歯抜歯については、合併症が報告されることは少ないですが、合併症の頻度には大きな違いが報告されています。特筆すべきは、歯槽骨炎、膿瘍形成、持続性出血、長期にわたる痛みおよび開口障害です。さらに、感覚障害が記録されています。第三大臼歯が神経に隣接している場合、圧迫によって一時的な感覚障害が生じることがあります。これは記録されますが、本研究における神経損傷の定義は、永続的な感覚障害で、6ヶ月以上持続し、神経感覚評価法によって確認されるものとします。手術時間は、術後痛、腫脹、および下唇の感覚障害と有意に関連しており、炎症性合併症を引き起こす可能性があります。PellとGregoryの分類は、第三大臼歯の解剖学的埋伏レベルを記述し、ABCを埋伏の深さ、I、II、またはIIIを下顎枝からの骨被覆として表します。ある研究では、クラスCの埋伏は感覚障害、より悪い術後不快感、および長期の開口障害と関連していると結論付けました。別の研究では、埋伏レベル、既存の感染または病理と術後合併症（SSIまたはAO）との有意な関連が報告されています。病理学的変数には、齲蝕、歯周病、感染（蜂窩織炎または膿瘍）、隣接歯の吸収または内部吸収、歯の破折、骨髄炎、濾胞の病理（嚢胞または腫瘍）が含まれます。外科的処置に関しては、不適切なフラップ牽引が隣接歯の歯周欠損のリスクを増加させる可能性があります。舌側牽引を行うかどうかは多くの議論があります。それは手術時間の増加、より悪い術後痛、オッズ比でのAOリスクの増加と有意に関連しています。逆に、アクセスの改善、処置の簡素化、一時的な神経障害の発生率の増加をもたらすが、永続的な神経損傷の完全な減少につながると提案されています。

歯根端切除術 ある研究では、外科的歯根切除術は合併症が少ない低侵襲処置であると主張しています。成功率は高く、術後6-12ヶ月で88％と報告されているか、またはコンセンサスレポートでは>90％であると述べています。ある研究では、手術前の感染と炎症の程度が高いと転帰に悪影響を与える可能性があると結論付けています。解剖学的条件が転帰に影響を与える可能性があります。小臼歯は、前歯や大臼歯と比較して有意に良い転帰を示しており、主に頬側骨板の喪失、および複数の根を持つ歯の根尖骨切除の困難さによるものです。前歯は後歯と比較して、上顎歯は下顎歯と比較して高い成功率が発生しています。ただし、側切歯は口蓋皮質骨板の穿孔のため例外です。成功転帰は、病変の大きさ、打診痛、または瘻孔の存在に有意に依存していました。頬側骨の喪失は、外科的失敗の予測変数として報告されました。さらに、上顎洞への根尖からの距離が<1mmの場合、洞穿孔の高いリスクが有意に関連していました。ただし、洞穿孔は、術後1-2週間で口鼻瘻管の発生を引き起こさない限り、本研究では合併症とはみなされません。ある研究では、バーカットとクラス1窩洞の根管充填と比較して、ベベル切除および根管内3mmの超音波準備後の方がより良い根尖周囲治癒率が発生すると結論付けました。

インプラント学 私たちの知る限り、ITIに確立された評価ツールがあるにもかかわらず、歯科インプラント埋入後の合併症を予測できるAIベースのモデルはありません。成功したインプラント埋入は、オッセオインテグレーション、生存率、補綴物の安定性、骨喪失、感染の不在、無症候性の状態に基づいています。さらに、インプラント周囲の健康、審美性、良好な補綴条件、および患者満足度を確保するために軟組織が求められます。歯科インプラントは、手術前または手術中に硬組織および/または軟組織の増強を必要とすることが多く、これはインプラント周囲の術後の健康にとって重要であると考えられています。

仮説 研究者は、外科医がどの患者が術後合併症を起こすかを予測するのが得意であると仮定します。さらに、研究者は、過去のデータで訓練された人工知能ネットワークがこれらの予測の精度を高めることができると仮定します。

材料と方法 この前向き臨床観察研究は、口腔顎顔面外科に特化した私立紹介歯科クリニックSPSJで実施されます。研究デザインは、日常的な臨床実践に続く術中または術後合併症の自然な進行を捉えます。本研究は、コペンハーゲン大学歯学部との共同研究です。研究に含まれる外科的処置は、第三大臼歯抜歯、歯根端切除術、および歯科インプラントの埋入です。クリニックは歯科医師からの紹介を受け、患者は研究への参加招待を受けます。約3000人の患者の研究集団が期待されます。紹介クリニックは、放射線画像、外科器具、および臨床スタッフの面で設備を提供します。歯科インプラント学に関しては、異なる生体材料（Geistlich Pharma International: BioOss顆粒、コラーゲンまたはメンブレン）およびインプラント（Dentsply SironaまたはStraumann）が使用されます。本研究への参加には経済的コストが伴いますが、患者には追加のコントロール訪問が無料で提供されます。

書面による同意が得られます。データは歯科記録を通じて収集されます。さらに、手術前の患者向けアンケート（STAI-6およびPANAS-SF）が収集されます。術中および術後に、外科医向けのアンケートが記入されます。すべてのデータは、デンマークデータ保護庁の法律に従って機密扱いされます。

予測変数 社会人口統計学的要因：年齢、性別、医療状態、アルコールおよびタバコの使用、および米国麻酔科学会身体状態分類（ASA分類）による細分化。病歴情報に関しては、痛みの履歴、および手術前の介入が記録されます。解剖学的要因、病理学的要因、および外科的処置に関連する要因が報告されます。最初の切開から最後の縫合までの時間が記録されます。外科的処置に関しては、局所鎮痛剤の使用（用量、種類、濃度）、切開の選択、フラップデザイン、および外科的処置に特有の要因が報告されます。処方箋は研究に含まれ、手術前または術後の経過中の鎮痛剤および抗生物質が含まれます。抗生物質の使用は、2019年のデンマーク国家保健委員会のガイドライン、および患者のリスクプロファイルに基づく個別評価に基づきます。研究で使用される抗生物質は、ペニシリンV、またはメトロニダゾールとの併用です。患者がペニシリンにアレルギーの場合はクリンダマイシン、感染が持続する場合は広域スペクトルアモキシシリンとクラブラン酸の処方です。紹介前に抗生物質の処方が指示されたか、または抗生物質感受性試験が適応であるかが記録されます。場合によっては、幻覚剤（0.125/0.250 mg Halcion）または全身麻酔（プロポフォール/レミフェンタニル）が適応となります。

歯根端切除術の治療管理は、フラップ挙上、骨切除、感染根管の同定、肉芽組織の掻爬、根尖の除去、生体材料による効果的な封鎖、およびその後縫合閉鎖となります。

現在の研究では、インプラント症例を異なる主要カテゴリーに分類し、複数の可能性を体系化します。抜歯後のインプラント埋入の時期は、タイプ1：抜歯直後、タイプ2：軟組織被覆後（4-8週間）、タイプ3：臨床的および放射線学的に十分な骨量（12-16週間）、またはタイプ4：治癒した歯槽窩内のいずれかとなります。ローディングプロトコルも報告され、これはインプラント埋入後>2ヶ月、すなわち従来型ローディング、インプラント埋入後1-2ヶ月の早期ローディング、またはインプラント埋入後<1週間の即時ローディングのいずれかとなります。インプラント埋入とローディングのカテゴリーは12のカテゴリーに細分化されます。さらに、手術は、インプラント埋入のみ、インプラント埋入と同時骨増強、またはオープンサイナスリフトに分類されます。別のカテゴリーは、下顎から採取した自家骨移植のみ、またはチタン強化メンブレンで支持された自家骨移植による単独の骨増強処置となります。軟組織の再建は、自家遊離歯肉フラップ、結合組織移植、無細胞真皮移植、または異種移植のいずれかとなります。インプラントメーカーが提供するインプラント外科処置のガイドに従い、インプラントがブレインガイド、部分的ガイド、または完全ガイドで埋入されたか、およびそれが合併症率にどのように影響するかが報告されます。

統計分析 記述統計は、研究集団と合併症の頻度、およびSTAI-6とNAレベルを特徴づけるために使用されます。予測変数と合併症との関連は、多変量ロジスティック回帰分析を使用して検討されます。外科医が合併症を呈する患者を予測する能力が評価されます。さらに、データは、人工知能モデルであるランダムフォレストアルゴリズムを訓練して分析され、術前、術中、および術後データに基づいて合併症を予測する可能性を探求します。