Kirurgers prediksjon av komplikasjoner ved tannlegekirurgi og innflytelsen av pasientkarakteristikker: Utvikling av en AI-modell

Klinisk beslutningstaking er basert på intuisjon og erfaring, pasientverdier og biologisk plausibilitet støttet av litteraturen. Før oral kirurgi må kirurgen vurdere pasientrelaterte, kirurgirelaterte og tannrelaterte faktorer. Det kan begrenses av menneskelig evne, derfor foreslås kunstig intelligens for å forbedre klinisk beslutningstaking. Et verktøy for vurdering som forutser komplikasjoner er ennå ikke etablert.

Formål Denne studien har som mål å evaluere forekomsten og prediktorer for intra- og postoperative komplikasjoner og vurdere kirurgens evne til å forutse disse hendelsene. Studien har som mål å systematisere forutsigbare variabler for å skape en kunstig intelligens prediksjonsmodell for å assistere oral kirurg i klinisk beslutningstaking. Denne studien vil beskrive frekvensen av komplikasjoner på en privat henvisningsklinikk, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), og klargjøre påvirkningen av kirurgen og pasienten som prediktive variabler. Studien bidrar til å fremme bruken av kunstig intelligens med mål om å forbedre kliniske resultater for pasienter, redusere forekomsten av komplikasjoner intra- og postoperativt samt lette kirurgens arbeid. Studien kan potensielt gi informasjon om optimalisering av behandling, prognose, overlevelse og suksess for oral kirurgi. I tillegg vil studien gi verdifull informasjon om kirurgens prediktive evner, og påvirkningen av pasientens angstnivå og personlige egenskaper på utfallet av vellykket behandling.

Bakgrunn Denne studien vil utforske den hyppigste kirurgiske intervensjonen på en henvisningstannklinikk, som er tredje molarekstraksjon, apikal rotkirurgi og plassering av tannimplantater. Komplikasjoner kan oppstå intra- og postoperativt og er sjelden dødelige, men ofte invalidiserende på kort eller lang sikt. Forventede prediktive variabler vil bli rapportert. Sosiodemografiske faktorer, pasientrelaterte faktorer og kirurgrelaterte faktorer vil bli rapportert på samme måte uavhengig av den kirurgiske prosedyren. I tillegg kan anatomiske faktorer, patologiske faktorer samt faktorer relatert til kirurgisk prosedyre påvirke risikoen for komplikasjoner.

Det er mangel på bevis for å måle kirurgers erfaring og den kliniske påvirkningen av dette som en prediktiv faktor. Studier rapporterer en høyere forekomst av komplikasjoner for pasienter operert av mindre erfarne kirurger, herav en økt risiko for alveolar nerveinsuffisiens og postoperativ smerte. I motsetning til dette påvirket senioritet ikke operasjonstiden ifølge tidligere studier. Apikal kirurgi krever spesiell kunnskap og ferdigheter. En studie sammenlignet den samlede suksessraten mellom endodontister og oral- og kjevekirurger, med en litt høyere suksessrate fra endodontister, men et større konfidensintervall i kirurggruppen. Den internasjonale teamet for implantologi (ITI) konsensusrapport 2019 sier at klinikeren utgjør en betydelig risikofaktor, men den er ikke inkludert i Simple-Advanced-Complex klassifiseringsretningslinjen på grunn av mangel på nøyaktighet i målingen. Forskerne vil inkludere kirurgens risikovurdering av komplikasjoner, samt en selv-evaluering postoperativt.

Tannhelseangstnivå kan påvirke den postoperative bedringen, ha alvorlige implikasjoner i kliniske situasjoner og rapporteres å påvirke intraoperativ vanskelighet. Angst kan ha ulike uttrykk, men et objektivt mål på angst er Spielberger State-Trait Anxiety Inventory (STAI). Å måle tilstandsangst før operasjonen er ennå ikke undersøkt på en tannhelse henvisningsklinikk. Denne studien vil be pasientene om å fylle ut STAI-6 for å måle tilstandsangst før operasjonen. En sammenheng mellom negativ affektivitet (NA) og redusert oral helserelatert livskvalitet er funnet. NA foreslås å ha innflytelse på menneskelig erfaring og inkluderer frykt, angst, stressnivå, sinne, skyld, fiendtlighet, irritabilitet, skam og nervøsitet. I tillegg kan mangel på samarbeid forsinke implantatbehandling på grunn av en indirekte effekt på utfallet. Denne studien vil belyse sammenhengen mellom NA, tilstandsangst og oral kirurgi.

Tredje molarekstraksjon Spesielt for tredje molarekstraksjon er det rapportert få komplikasjoner, men en stor forskjell i frekvensen av komplikasjoner er rapportert. Verdt å nevne er alveolær osteitt, abscessdannelse, kontinuerlig blødning og forlenget smerte og trismus. I tillegg er nedsatt følelse registrert. Hvis den tredje molaren er tilstøtende til nerven, kan kompresjon gi opphav til en midlertidig sensorisk svekkelse. Dette vil bli registrert, men definisjonen av en nerveskade i denne studien vil være permanent sensorisk svekkelse, varig >6 måneder og verifisert ved en neurosensorisk evalueringsmetode. Kirurgisk tid var signifikant assosiert med postoperativ smerte, hevelse og nedsatt følelse i underleppen og kan predisponere for inflammatoriske komplikasjoner. Pell og Gregory kategorisering beskriver det anatomiske nivået av impaksjon av den tredje molaren, ABC som dybden av impaksjon, og I, II eller III som beindekning fra mandibula ramus. En studie konkluderte med at klasse C impaksjon var assosiert med nedsatt følelse, verre postoperativ ubehag og forlenget trismus. En annen studie rapporterer en signifikant assosiasjon med nivået av impaksjon, pre-eksisterende infeksjoner eller patologi med postoperative komplikasjoner (SSI eller AO). Patologiske variabler inkluderer karies, periodontal sykdom, infeksjon: cellulitt eller abscess, resorpsjon av tilstøtende tann eller intern resorpsjon, tannfraktur, osteomyelitt, patologi av folikkel herav cyste eller tumor. Når det gjelder den kirurgiske prosedyren, kan upassende lappretraksjoner øke risikoen for periodontaldefekter på tilstøtende tenner. Om man skal gjøre en lingual retraksjon eller ikke er mye debattert. Det har vært signifikant assosiert med økt kirurgisk tid, verre postoperativ smerte, økt risiko for AO med en OR. Omvendt er det foreslått å forbedre tilgang, forenkle prosedyren, og føre til en høyere forekomst av midlertidige nerveinsuffisienser men en fullstendig reduksjon i permanente nerveskader.

Apikal kirurgi En studie hevder at kirurgisk rotreseksjon er en minimalt invasiv prosedyre med få komplikasjoner. Suksessrate er høy, rapportert som 88% 6-12 måneder postoperativt eller en konsensusrapport sier at den er >90%. En studie konkluderer med at en høyere grad av infeksjon og inflammasjon før operasjon kan påvirke utfallet negativt. Anatomiske forhold kan påvirke utfallet. Premolar har vist et signifikant bedre utfall sammenlignet med fortenner eller molarer, hovedsakelig på grunn av tap av buccal plate, samt vanskeligheter med den apikale osteotomien på tenner med mer enn én rot. En høyere suksessrate har oppstått for fortenner sammenlignet med baktenner og maxillære tenner sammenlignet med mandibulære tenner. Unntatt for lateral incisor på grunn av perforasjon av palatal cortical plate. Et vellykket utfall var signifikant avhengig av størrelsen på lesjonen, ømhet ved perkusjon eller fistel til stede. Tap av buccal bein ble rapportert som en prediktiv variabel for kirurgisk feil. Videre var en høy risiko for sinusperforasjon signifikant assosiert med en avstand på <1mm fra apes til maxillær sinus. Imidlertid er sinusperforasjon ikke ansett som en komplikasjon i denne studien med mindre den gir opphav til utviklingen av en oro-antral fistula 1-2 uker postoperativt. En studie konkluderte med at bedre periapikal helingsrater oppstår etter skrå reseksjon og ultralydforberedelser 3mm koronalt i rotkanalen sammenlignet med bor-kutt og klasse 1 hulrom rotfylling.

Implantologi Så vidt vi vet, kan ingen AI-basert modell forutsi komplikasjoner etter plassering av tannimplantater, selv om ITI har et vel etablert vurderingsverktøy. En vellykket implantatplassering er basert på osseointegrasjon, overlevelsesrate, protese stabilitet, beintap, fravær av infeksjon og asymptomatiske forhold. Videre kreves mykvev for å sikre peri-implantat helse, estetikk, gode protetiske forhold og pasienttilfredshet. Tannimplantater krever ofte augmentasjon av hardt og/eller mykt vev før eller under operasjon, som foreslås å være avgjørende for peri-implantat postoperativ helse.

Hypoteser Forskerne antar at kirurger er gode til å forutsi hvilke pasienter som vil ha postoperative komplikasjoner. I tillegg antar forskerne at et kunstig intelligensnettverk trent av tidligere data kan øke nøyaktigheten av disse forutsigelsene.

Materialer og metodikk Denne prospektive kliniske observasjonsstudien utføres på en privat henvisningstannklinikk spesialisert i oral- og kjevekirurgi, SPSJ. Studiedesignet fanger den naturlige progresjonen av intra- eller postoperative komplikasjoner etter rutinemessig klinisk praksis. Studien er et samarbeid med Institutt for Odontologi, Københavns Universitet. De kirurgiske prosedyrene involvert i studien er tredje molarekstraksjon, apikoektomi og plassering av tannimplantater. Klinikken mottar henvisninger fra tannleger, og pasienter vil deretter motta en invitasjon til å delta i studien. En studiepopulasjon på omtrent 3000 pasienter forventes. Henvisningsklinikken vil tilrettelegge utstyr når det gjelder radiografisk bildedannelse, kirurgiske instrumenter og klinisk personale. Når det gjelder tannimplantologi, vil ulike biomaterialer (Geistlich Pharma International: BioOss granuler, kollagen eller membraner) og implantater (Dentsply Sirona eller Straumann) bli brukt. Deltakelse i denne studien vil innebære økonomisk kostnad, men pasienter vil bli tilbudt ekstra kontrollbesøk uten kostnad.

Skriftlig samtykke vil bli innhentet. Data vil bli samlet gjennom tannhelsejournaler. I tillegg vil spørreskjemaer (STAI-6 og PANAS-SF) for pasienter før operasjonen bli samlet. Per- og postoperativt vil spørreskjemaer for kirurger bli fullført. Alle data vil bli behandlet konfidensielt i henhold til loven fra Datatilsynet.

Prediktive variabler Sosiodemografiske faktorer: alder, kjønn, medisinsk status, bruk av alkohol og tobakk, samt en underinndeling i henhold til The American Society of Anesthesiologists Physical Status, ASA klassifisering. Når det gjelder anamnestisk informasjon, vil historie om smerte bli registrert, samt intervensjon før operasjon. Anatomiske faktorer, patologiske faktorer samt faktorer relatert til kirurgisk prosedyre vil bli rapportert. Tiden fra første insisjon til siste sutur vil bli notert. Når det gjelder den kirurgiske prosedyren, vil bruk av lokale analgetiske midler (dose, type og konsentrasjon), valg av insisjon, lappdesign og faktorer spesifikke for den kirurgiske prosedyren bli rapportert. Resepter vil bli inkludert i studien, inkludert analgetika og antibiotika før operasjon eller i den postoperative sekvensen. Bruken av antibiotika vil være basert på retningslinjer fra Sundhedsstyrelsen i Danmark i 2019, samt en individuell vurdering basert på pasientens risikoprofil. Antibiotika brukt i studien vil være penicillin V, eller i kombinasjon med metronidazol. Klindamycin hvis pasienten er allergisk mot penicillin, og resept av bredspektret amoxicillin med klavulansyre hvis en infeksjon vedvarer. Det vil bli registrert om resept av antibiotika har blitt ordinert før henvisningen, eller om en antibiotika følsomhetstest er indikert. I noen tilfeller er hallusinogen medisin (0.125/0.250 mg Halcion) eller generell anestesi (propofol/remifentanil) indikert.

Behandlingshåndteringen for apikal kirurgi vil være lappelevasjon, osteotomi, identifikasjon av infiserte kanaler, kurettasje av granulasjonsvev, fjerning av rottipper, og effektiv tetning med et biomateriale og deretter sutur lukking.

Denne studien vil dele implantatsakene inn i ulike hovedkategorier for å systematisere flere muligheter. Tiden for implantatplassering etter tannekstraksjon kan være enten type 1: umiddelbart etter tannekstraksjon, type 2: etter mykvev dekning (4-8 uker), type 3: i klinisk og radiografisk tilstrekkelig bein (12-16 uker) eller type 4: i helede alveolære sokler. Lasteprotokollen vil også bli rapportert, som kan være enten >2 måneder etter implantatplassering, nemlig konvensjonell lasting. Tidlig lasting hvis 1-2 måneder etter implantatplassering, eller umiddelbar lasting <1 uke etter implantatplassering. Kategorien for implantatplassering og lasting vil bli underdelt i 12 kategorier. I tillegg vil operasjonene bli klassifisert som kun implantatplassering, implantatplassering med samtidig beinaugmentasjon eller med åpen sinusløft, i tillegg. En annen kategori vil være en isolert beinaugmentasjonsprosedyre med enten bare autolog beintransplantat hentet fra mandibelen, eller et autolog beintransplantat støttet av en titanforbedret membran. Rekonstruksjonen av mykt vev kan være enten med autolog fri gingival lapp, bindevevsgraft, med acellulære dermale graft eller xenogene graft. Veiledningen for den kirurgiske implantatprosedyren gitt av implantatprodusenten vil bli fulgt, og det vil bli rapportert om implantatene er plassert hjerneveiledet, delvis veiledet eller fullstendig veiledet og hvordan det påvirker komplikasjonsraten.

Statistisk analyse Beskrivende statistikk vil bli brukt for å karakterisere studiepopulasjonen og frekvensen av komplikasjoner, samt STAI-6 og NA nivå. Assosiasjoner mellom prediktive variabler og komplikasjoner vil bli undersøkt ved bruk av multivariat logistisk regresjonsanalyse. Kirurgens evne til å forutsi pasientene som presenterer komplikasjoner vil bli rangert. I tillegg vil dataene bli analysert ved å trene en kunstig intelligensmodell, Random Forest algoritmen, for å utforske gjennomførbarheten av å forutsi komplikasjoner basert på pre-, intra- og postoperative data.