Przewidywanie przez chirurgów powikłań po zabiegach stomatologicznych i wpływ cech pacjenta: opracowanie modelu AI

Cel Decyzje kliniczne opierają się na intuicji i doświadczeniu, wartościach pacjenta oraz biologicznej wiarygodności popartej literaturą. Przed operacją stomatologiczną chirurg musi uwzględnić czynniki związane z pacjentem, zabiegiem oraz zębem. Może to być ograniczone ludzkimi możliwościami, dlatego sztuczna inteligencja jest proponowana w celu poprawy podejmowania decyzji klinicznych. Narzędzie oceny przewidujące powikłania nie zostało jeszcze opracowane.

Cel badania Niniejsze badanie ma na celu ocenę częstości występowania i predyktorów powikłań śród- i pooperacyjnych oraz ocenę zdolności chirurga do przewidywania tych zdarzeń. Badanie ma na celu usystematyzowanie przewidywalnych zmiennych w celu stworzenia modelu predykcyjnego sztucznej inteligencji wspomagającego chirurga stomatologicznego w podejmowaniu decyzji klinicznych. Aktualne badanie opisze częstość powikłań w prywatnej klinice referencyjnej, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), oraz wyjaśni wpływ chirurga i pacjenta jako zmiennych predykcyjnych. Badanie przyczynia się do rozwoju wykorzystania sztucznej inteligencji w celu poprawy wyników klinicznych u pacjentów, zmniejszenia występowania powikłań śród- i pooperacyjnych oraz ułatwienia pracy chirurga. Badanie może potencjalnie dostarczyć informacji dotyczących optymalizacji leczenia, rokowania, przeżycia i sukcesu operacji stomatologicznej. Ponadto badanie dostarczy cennych informacji na temat zdolności predykcyjnych chirurga oraz wpływu poziomu lęku i cech osobistych pacjenta na wynik udanego leczenia.

Tło Aktualne badanie zbada najczęstsze interwencje chirurgiczne w klinice stomatologicznej referencyjnej, czyli ekstrakcję zębów mądrości, resekcję wierzchołka korzenia oraz wszczepienie implantów stomatologicznych. Powikłania mogą wystąpić śród- i pooperacyjnie i rzadko są śmiertelne, ale często powodują niepełnosprawność w krótkim lub długim okresie. Spodziewane zmienne predykcyjne zostaną zgłoszone. Czynniki socjodemograficzne, związane z pacjentem i związane z chirurgiem zostaną zgłoszone w ten sam sposób, niezależnie od procedury chirurgicznej. Dodatkowo czynniki anatomiczne, patologiczne oraz związane z procedurą chirurgiczną mogą wpływać na ryzyko powikłań.

Brakuje dowodów na pomiar doświadczenia chirurgów i jego wpływu klinicznego jako czynnika predykcyjnego. Badania zgłaszają wyższą częstość powikłań u pacjentów operowanych przez mniej doświadczonych chirurgów, w tym zwiększone ryzyko niedoczulicy nerwu zębodołowego i bólu pooperacyjnego. W przeciwieństwie do tego, staż pracy nie wpływał na czas operacji według wcześniejszych badań. Resekcja wierzchołka korzenia wymaga specjalnej wiedzy i umiejętności. Badanie porównało łączny wskaźnik sukcesu między endodontami a chirurgami szczękowo-twarzowymi, z nieco wyższym wskaźnikiem sukcesu u endodontów, ale większym przedziałem ufności w grupie chirurgów. Raport konsensusowy International Team for Implantology (ITI) z 2019 r. stwierdza, że klinicysta stanowi istotny czynnik ryzyka, jednak nie jest on uwzględniony w wytycznych klasyfikacji Simple-Advanced-Complex z powodu braku dokładności w jego pomiarze. Badacze uwzględnią ocenę ryzyka powikłań przez chirurga, a także samoocenę pooperacyjną.

Poziom lęku stomatologicznego może wpływać na powrót do zdrowia po operacji, mieć poważne konsekwencje w sytuacjach klinicznych i jak doniesiono, wpływać na trudność śródoperacyjną. Lęk może mieć różne przejawy, ale obiektywną miarą lęku jest Inwentarz Stanu i Cechy Lęku Spielbergera (STAI). Pomiar lęku stanu przed operacją nie został jeszcze zbadany w klinice stomatologicznej referencyjnej. W tym badaniu pacjenci zostaną poproszeni o wypełnienie STAI-6 w celu pomiaru lęku stanu przed operacją. Stwierdzono związek negatywnej afektywności (NA) z obniżoną jakością życia związaną ze zdrowiem jamy ustnej. Sugeruje się, że NA wpływa na ludzkie doświadczenie i obejmuje strach, lęk, poziom stresu, złość, poczucie winy, wrogość, drażliwość, wstydliwość i nerwowość. Dodatkowo brak współpracy może opóźnić leczenie implantologiczne z powodu pośredniego wpływu na wynik. Niniejsze badanie wyjaśni związek między NA, lękiem stanu a operacją stomatologiczną.

Ekstrakcja zębów mądrości W szczególności dla ekstrakcji zębów mądrości zgłoszono niewiele powikłań, ale doniesiono o dużej różnicy w częstości ich występowania. Warto wspomnieć o suchym zębodole, tworzeniu się ropnia, ciągłym krwawieniu oraz przedłużającym się bólu i szczękościsku. Dodatkowo odnotowano zaburzenia czucia. Jeśli ząb mądrości sąsiaduje z nerwem, zdarza się, że ucisk może powodować przejściowe zaburzenia czucia. Zostanie to odnotowane, ale definicja uszkodzenia nerwu w tym badaniu będzie oznaczać trwałe zaburzenie czucia, trwające >6 miesięcy i potwierdzone metodą oceny czuciowo-nerwowej. Czas operacji był istotnie związany z bólem pooperacyjnym, obrzękiem i zaburzeniami czucia w dolnej wardze oraz może predysponować do powikłań zapalnych. Klasyfikacja Pella i Gregory'ego opisuje anatomiczny poziom zatrzymania zęba mądrości, ABC jako głębokość zatrzymania, a I, II lub III jako pokrycie kością od gałęzi żuchwy. Badanie wykazało, że zatrzymanie klasy C było związane z zaburzeniami czucia, gorszym dyskomfortem pooperacyjnym i przedłużonym szczękościskiem. Inne badanie zgłasza istotny związek z poziomem zatrzymania, istniejącymi infekcjami lub patologią z powikłaniami pooperacyjnymi (SSI lub AO). Zmienne patologiczne obejmują próchnicę, chorobę przyzębia, infekcję: zapalenie tkanki łącznej lub ropień, resorpcję sąsiedniego zęba lub resorpcję wewnętrzną, złamanie zęba, zapalenie kości i szpiku, patologię pęcherzyka w tym torbiel lub guz. Jeśli chodzi o procedurę chirurgiczną, nieodpowiednie odchylenie płata może zwiększyć ryzyko ubytków przyzębia na sąsiednich zębach. To, czy wykonać retrakcję językową, czy nie, jest przedmiotem wielu dyskusji. Było to istotnie związane z wydłużonym czasem operacji, gorszym bólem pooperacyjnym, zwiększonym ryzykiem AO z OR. Przeciwnie, sugeruje się, że poprawia dostęp, upraszcza procedurę i prowadzi do wyższej częstości przejściowych niedoborów nerwowych, ale całkowitej redukcji trwałych uszkodzeń nerwów.

Resekcja wierzchołka korzenia Badanie twierdzi, że chirurgiczna resekcja korzenia jest mało inwazyjną procedurą z niewieloma powikłaniami. Wskaźnik sukcesu jest wysoki, zgłoszony jako 88% 6-12 miesięcy po operacji lub raport konsensusowy stwierdza, że jest >90%. Badanie wykazuje, że wyższy stopień infekcji i stanu zapalnego przed operacją może negatywnie wpłynąć na wynik. Warunki anatomiczne mogą wpłynąć na wynik. Zęby przedtrzonowe wykazały istotnie lepszy wynik w porównaniu z zębami przednimi lub trzonowcami, głównie z powodu utraty blaszki policzkowej, a także trudności z osteotomią wierzchołkową na zębach z więcej niż jednym korzeniem. Wystąpił wyższy wskaźnik sukcesu dla zębów przednich w porównaniu z tylnymi oraz zębów szczękowych w porównaniu z żuchwowymi. Z wyjątkiem siekacza bocznego z powodu perforacji blaszki podniebiennej. Wynik sukcesu był istotnie zależny od wielkości zmiany, tkliwości na opukiwanie lub obecności przetoki. Utrata kości policzkowej została zgłoszona jako zmienna predykcyjna niepowodzenia chirurgicznego. Ponadto wysokie ryzyko perforacji zatoki było istotnie związane z odległością <1 mm od wierzchołka do zatoki szczękowej. Jednak perforacja zatoki nie jest uważana za powikłanie w tym badaniu, chyba że prowadzi do rozwoju przetoki ustno-zatokowej 1-2 tygodnie po operacji. Badanie wykazało, że lepsze wskaźniki gojenia okołowierzchołkowego występują po resekcji skośnej i preparacji ultradźwiękowej 3 mm dogłowowo w kanale korzeniowym w porównaniu z wypełnieniem korzeniowym po przecięciu wiertłem i ubytkiem klasy 1.

Implantologia Według naszej wiedzy żaden model oparty na sztucznej inteligencji nie może przewidzieć powikłań po wszczepieniu implantów stomatologicznych, mimo że ITI ma dobrze ugruntowane narzędzie oceny. Udane wszczepienie implantu opiera się na osteointegracji, wskaźniku przeżycia, stabilności protezy, utracie kości, braku infekcji i warunkach bezobjawowych. Ponadto wymagana jest tkanka miękka, aby zapewnić zdrowie przyimplantacyjne, estetykę, dobre warunki protetyczne i zadowolenie pacjenta. Implanty stomatologiczne często wymagają augmentacji twardej i/lub miękkiej tkanki przed lub podczas operacji, co sugeruje się jako kluczowe dla zdrowia pooperacyjnego przyimplantacyjnego.

Hipotezy Badacze zakładają, że chirurdzy są dobrzy w przewidywaniu, którzy pacjenci będą mieli powikłania pooperacyjne. Dodatkowo badacze zakładają, że sieć sztucznej inteligencji szkolona na podstawie wcześniejszych danych może zwiększyć dokładność tych przewidywań.

Materiały i metodologia To prospektywne kliniczne badanie obserwacyjne jest prowadzone w prywatnej klinice stomatologicznej referencyjnej specjalizującej się w chirurgii stomatologicznej i szczękowo-twarzowej, SPSJ. Projekt badania uchwyci naturalny przebieg powikłań śród- lub pooperacyjnych zgodnie z rutynową praktyką kliniczną. Badanie jest współpracą z Wydziałem Stomatologii Uniwersytetu w Kopenhadze. Procedury chirurgiczne objęte badaniem to ekstrakcja zębów mądrości, apikektomia i wszczepienie implantów stomatologicznych. Klinika otrzymuje skierowania od dentystów, a pacjenci otrzymają następnie zaproszenie do udziału w badaniu. Oczekuje się populacji badanej liczącej około 3000 pacjentów. Klinika referencyjna zapewni sprzęt w zakresie obrazowania radiograficznego, instrumentów chirurgicznych i personelu klinicznego. W odniesieniu do implantologii stomatologicznej będą stosowane różne biomateriały (Geistlich Pharma International: granulki BioOss, kolagen lub błony) i implanty (Dentsply Sirona lub Straumann). Udział w tym badaniu wiąże się z kosztami ekonomicznymi, ale pacjentom zostaną zaoferowane dodatkowe wizyty kontrolne bezpłatnie.

Zostanie uzyskana pisemna zgoda. Dane będą zbierane przez dzienniki stomatologiczne. Dodatkowo zostaną zebrane kwestionariusze (STAI-6 i PANAS-SF) dla pacjentów przed operacją. W trakcie i po operacji zostaną wypełnione kwestionariusze dla chirurgów. Wszystkie dane będą traktowane poufnie z poszanowaniem prawa Duńskiej Agencji Ochrony Danych.

Zmienne predykcyjne Czynniki socjodemograficzne: wiek, płeć, stan zdrowia, używanie alkoholu i tytoniu, a także podział według Klasyfikacji Stanu Fizycznego Amerykańskiego Towarzystwa Anestezjologów, klasyfikacja ASA. Jeśli chodzi o informacje z wywiadu, zostanie odnotowana historia bólu, a także interwencja przed operacją. Zostaną zgłoszone czynniki anatomiczne, patologiczne oraz związane z procedurą chirurgiczną. Zostanie odnotowany czas od pierwszego nacięcia do ostatniego szwu. Jeśli chodzi o procedurę chirurgiczną, zostanie zgłoszone użycie środków przeciwbólowych miejscowych (dawka, rodzaj i stężenie), wybór nacięcia, projekt płata oraz czynniki specyficzne dla procedury chirurgicznej. Recepty zostaną uwzględnione w badaniu, w tym środki przeciwbólowe i antybiotyki przed operacją lub w następstwie pooperacyjnym. Stosowanie antybiotyków będzie oparte na wytycznych krajowej rady zdrowia w Danii z 2019 r., a także indywidualnej ocenie na podstawie profilu ryzyka pacjenta. Antybiotyki stosowane w badaniu to penicylina V lub w połączeniu z metronidazolem. Klindamycyna, jeśli pacjent jest uczulony na penicylinę, oraz przepisanie szerokospektralnej amoksycyliny z kwasem klawulanowym, jeśli infekcja utrzymuje się. Zostanie odnotowane, czy recepta na antybiotyki została zlecona przed skierowaniem, czy wskazany jest test wrażliwości na antybiotyki. W niektórych przypadkach wskazane są leki halucynogenne (0,125/0,250 mg Halcion) lub znieczulenie ogólne (propofol/remifentanil).

Postępowanie w resekcji wierzchołka korzenia obejmie uniesienie płata, osteotomię, identyfikację zakażonych kanałów, łyżeczkowanie tkanki ziarninowej, usunięcie wierzchołków korzeni i skuteczne uszczelnienie biomateriałem, a następnie zamknięcie szwami.

Aktualne badanie podzieli przypadki implantologiczne na różne główne kategorie w celu usystematyzowania wielu możliwości. Czas wszczepienia implantu po ekstrakcji zęba może być albo typ 1: natychmiast po ekstrakcji zęba, typ 2: po pokryciu tkanką miękką (4-8 tygodni), typ 3: przy klinicznie i radiologicznie wystarczającej kości (12-16 tygodni) lub typ 4: w wygojonych zębodołach. Zostanie również zgłoszony protokół obciążenia, który może być albo >2 miesiące po wszczepieniu implantu, czyli obciążenie konwencjonalne. Wczesne obciążenie, jeśli 1-2 miesiące po wszczepieniu implantu, lub natychmiastowe obciążenie <1 tydzień po wszczepieniu implantu. Kategoria wszczepienia implantu i obciążenia zostanie podzielona na 12 kategorii. Dodatkowo operacje zostaną sklasyfikowane jako tylko wszczepienie implantu, wszczepienie implantu z jednoczesną augmentacją kości lub z otwartym podniesieniem zatoki, dodatkowo. Inną kategorią będzie izolowana procedura augmentacji kości z autologicznym przeszczepem kości pobranym z żuchwy lub autologicznym przeszczepem kości wspieranym przez membranę wzmocnioną tytanem. Rekonstrukcja tkanki miękkiej może być wykonana za pomocą autologicznego wolnego płata dziąsłowego, przeszczepu tkanki łącznej, z bezkomórkowymi przeszczepami skóry lub przeszczepami ksenogenicznymi. Zostanie przestrzegany przewodnik dotyczący procedury chirurgicznej implantu dostarczony przez producenta implantu, a także zostanie zgłoszone, czy implanty są wszczepiane z przewodnictwem mózgowym, częściowo przewodzone lub w pełni przewodzone i jak wpływa to na wskaźnik powikłań.

Analiza statystyczna Statystyki opisowe zostaną użyte do scharakteryzowania populacji badanej i częstości powikłań, a także poziomu STAI-6 i NA. Związki między zmiennymi predykcyjnymi a powikłaniami zostaną zbadane przy użyciu wieloczynnikowej analizy regresji logistycznej. Zdolność chirurga do przewidywania pacjentów, u których wystąpią powikłania, zostanie oceniona. Dodatkowo dane zostaną przeanalizowane poprzez szkolenie modelu sztucznej inteligencji, algorytmu Random Forest, w celu zbadania wykonalności przewidywania powikłań na podstawie danych przed-, śród- i pooperacyjnych.