Прогнозирование хирургами осложнений стоматологических операций и влияние характеристик пациента: разработка модели искусственного интеллекта

Цель Клиническое принятие решений основывается на интуиции и опыте, ценностях пациента и биологической правдоподобности, подтвержденной литературой. Перед проведением операции на полости рта хирург должен учитывать факторы, связанные с пациентом, хирургическим вмешательством и зубом. Оно может быть ограничено человеческими возможностями, поэтому для улучшения клинического принятия решений предлагается использование искусственного интеллекта. Инструмент оценки, предсказывающий осложнения, еще не разработан.

Задача Это исследование направлено на оценку частоты и предикторов интра- и послеоперационных осложнений и оценку способности хирурга предвидеть эти события. Исследование нацелено на систематизацию предсказуемых переменных для создания модели прогнозирования на основе искусственного интеллекта, чтобы помочь челюстно-лицевому хирургу в клиническом принятии решений. В данном исследовании будет описана частота осложнений в частной клинике направления, Specialtandlægerne Sjælland (SPSJ), и прояснено влияние хирурга и пациента как прогностических переменных. Исследование способствует продвижению использования искусственного интеллекта с целью улучшения клинических результатов для пациентов, снижения частоты осложнений во время и после операции, а также облегчения работы хирурга. Исследование может потенциально предоставить информацию об оптимизации лечения, прогнозе, выживаемости и успехе операций на полости рта. Кроме того, исследование предоставит ценную информацию о прогностических способностях хирурга, а также о влиянии уровня тревожности пациента и его личностных характеристик на исход успешного лечения.

Обоснование Данное исследование изучит наиболее частые хирургические вмешательства в стоматологической клинике направления: удаление третьих моляров, апикальную хирургию корня и установку дентальных имплантатов. Осложнения могут возникать во время и после операции и редко бывают смертельными, но часто приводят к временной или длительной нетрудоспособности. Будут представлены ожидаемые прогностические переменные. Социодемографические факторы, факторы, связанные с пациентом, и факторы, связанные с хирургом, будут представлены одинаковым образом независимо от хирургической процедуры. Кроме того, анатомические факторы, патологические факторы, а также факторы, связанные с хирургической процедурой, могут влиять на риск осложнений.

Недостаточно данных для измерения опыта хирургов и его клинического влияния как прогностического фактора. Исследования сообщают о более высокой частоте осложнений у пациентов, оперированных менее опытными хирургами, включая повышенный риск дефицита альвеолярного нерва и послеоперационной боли. Вопреки этому, согласно предыдущим исследованиям, стаж не влиял на продолжительность операции. Апикальная хирургия требует специальных знаний и навыков. Исследование сравнило совокупный показатель успеха между эндодонтистами и челюстно-лицевыми хирургами, с несколько более высоким показателем успеха у эндодонтистов, но с большим доверительным интервалом в группе хирургов. Консенсусный отчет Международной команды по имплантологии (ITI) 2019 года утверждает, что клиницист является значительным фактором риска, однако он не включен в руководство по классификации Simple-Advanced-Complex из-за недостаточной точности его измерения. Исследователи будут включать оценку риска осложнений хирургом, а также самооценку после операции.

Уровень стоматологической тревожности может влиять на послеоперационное восстановление, иметь серьезные последствия в клинических ситуациях и, как сообщается, влиять на сложность операции. Тревожность может проявляться по-разному, но объективной мерой тревожности является Опросник ситуативной и личностной тревожности Спилбергера (STAI). Измерение ситуативной тревожности перед операцией еще не изучалось в стоматологической клинике направления. В этом исследовании пациентов попросят заполнить STAI-6 для измерения ситуативной тревожности перед операцией. Была обнаружена связь негативной аффективности (NA) со снижением качества жизни, связанного со здоровьем полости рта. Предполагается, что NA влияет на человеческий опыт и включает страх, тревогу, уровень стресса, гнев, вину, враждебность, раздражительность, стыд и нервозность. Кроме того, отсутствие комплаенса может отсрочить лечение имплантатами из-за косвенного влияния на исход. Это исследование прояснит связь между NA, ситуативной тревожностью и операцией на полости рта.

Удаление третьих моляров В частности, для удаления третьих моляров сообщалось о немногих осложнениях, но отмечается большая разница в их частоте. Стоит упомянуть альвеолярный остеит, образование абсцесса, непрерывное кровотечение и длительную боль и тризм. Кроме того, регистрировалось нарушение чувствительности. Если третий моляр прилегает к нерву, может случиться, что сдавление вызовет временное нарушение чувствительности. Это будет зарегистрировано, но определение повреждения нерва в этом исследовании будет постоянное нарушение чувствительности, длящееся >6 месяцев и подтвержденное методом нейросенсорной оценки. Хирургическое время было значимо связано с послеоперационной болью, отеком и нарушением чувствительности в нижней губе и может предрасполагать к воспалительным осложнениям. Классификация Пелла и Грегори описывает анатомический уровень ретенции третьего моляра, ABC как глубину ретенции, и I, II или III как костное покрытие от ветви нижней челюсти. Исследование пришло к выводу, что ретенция класса C была связана с нарушением чувствительности, более сильным послеоперационным дискомфортом и длительным тризмом. Другое исследование сообщает о значительной связи уровня ретенции, предшествующих инфекций или патологии с послеоперационными осложнениями (SSI или AO). Патологические переменные включают кариес, пародонтоз, инфекцию: целлюлит или абсцесс, резорбцию соседнего зуба или внутреннюю резорбцию, перелом зуба, остеомиелит, патологию фолликула, включая кисту или опухоль. В плане хирургической процедуры, неправильные ретракции лоскута могут увеличить риск пародонтальных дефектов на соседних зубах. Делать ли язычную ретракцию или нет, много обсуждается. Она была значимо связана с увеличением хирургического времени, более сильной послеоперационной болью, повышенным риском AO с OR. Напротив, предполагается, что она улучшает доступ, упрощает процедуру и приводит к более высокой частоте временных дефицитов нерва, но полному снижению постоянных повреждений нерва.

Апикальная хирургия Исследование утверждает, что хирургическая резекция корня является малоинвазивной процедурой с небольшим количеством осложнений. Показатель успеха высок, сообщается как 88% через 6-12 месяцев после операции, или консенсусный отчет утверждает, что он >90%. Исследование приходит к выводу, что более высокая степень инфекции и воспаления перед операцией может негативно повлиять на исход. Анатомические условия могут влиять на исход. Премоляры показали значительно лучший исход по сравнению с передними зубами или молярами, в основном из-за потери щечной пластинки, а также трудности с апикальной остеотомией на зубах с более чем одним корнем. Более высокий показатель успеха наблюдался для передних зубов по сравнению с задними и для верхнечелюстных зубов по сравнению с нижнечелюстными. За исключением бокового резца из-за перфорации небной кортикальной пластинки. Успешный исход значимо зависел от размера поражения, болезненности при перкуссии или наличия свища. Потеря щечной кости была зарегистрирована как прогностическая переменная хирургической неудачи. Более того, высокий риск перфорации синуса был значимо связан с расстоянием <1 мм от верхушки до верхнечелюстной пазухи. Однако перфорация синуса не считается осложнением в этом исследовании, если она не приводит к развитию оро-антральной фистулы через 1-2 недели после операции. Исследование пришло к выводу, что лучшие показатели периапикального заживления происходят после скошенной резекции и ультразвуковой подготовки на 3 мм коронально в корневом канале по сравнению с препарированием бором и пломбированием корневого канала полости класса 1.

Имплантология Насколько нам известно, не существует модели на основе ИИ, способной предсказывать осложнения после установки дентальных имплантатов, хотя у ITI есть хорошо зарекомендовавший себя инструмент оценки. Успешная установка имплантата основывается на остеоинтеграции, выживаемости, стабильности протеза, потере кости, отсутствии инфекции и бессимптомных условиях. Кроме того, мягкая ткань требуется для обеспечения периимплантатного здоровья, эстетики, хороших протетических условий и удовлетворенности пациента. Дентальные имплантаты часто требуют аугментации твердых и/или мягких тканей до или во время операции, что, как предполагается, критически важно для послеоперационного периимплантатного здоровья.

Гипотезы Исследователи предполагают, что хирурги хорошо предсказывают, у каких пациентов будут послеоперационные осложнения. Кроме того, исследователи предполагают, что нейронная сеть искусственного интеллекта, обученная на предыдущих данных, может повысить точность этих прогнозов.

Материалы и методология Это проспективное клиническое обсервационное исследование проводится в частной стоматологической клинике направления, специализирующейся на челюстно-лицевой хирургии, SPSJ. Дизайн исследования отражает естественное течение интра- или послеоперационных осложнений в рамках рутинной клинической практики. Исследование является сотрудничеством с кафедрой одонтологии Копенгагенского университета. Хирургические процедуры, включенные в исследование: удаление третьих моляров, апикоэктомия и установка дентальных имплантатов. Клиника получает направления от стоматологов, и пациенты затем получают приглашение принять участие в исследовании. Ожидается исследовательская популяция примерно из 3000 пациентов. Клиника направления обеспечит оборудование в плане рентгеновской визуализации, хирургических инструментов и клинического персонала. Что касается дентальной имплантологии, будут использоваться различные биоматериалы (Geistlich Pharma International: гранулы BioOss, коллаген или мембраны) и имплантаты (Dentsply Sirona или Straumann). Участие в этом исследовании повлечет экономические затраты, но пациентам будут предложены дополнительные контрольные визиты бесплатно.

Будет получено письменное согласие. Данные будут собираться через стоматологические журналы. Кроме того, будут собираться анкеты (STAI-6 и PANAS-SF) для пациентов перед операцией. Во время и после операции будут заполняться анкеты для хирургов. Все данные будут обрабатываться конфиденциально в соответствии с законодательством Датского агентства по защите данных.

Прогностические переменные Социодемографические факторы: возраст, пол, медицинский статус, употребление алкоголя и табака, а также подразделение согласно классификации физического статуса Американского общества анестезиологов (ASA). В плане анамнестической информации будет регистрироваться история боли, а также вмешательства до операции. Будут представлены анатомические факторы, патологические факторы, а также факторы, связанные с хирургической процедурой. Будет отмечено время от первого разреза до последнего шва. В плане хирургической процедуры будет представлено использование местных анальгетиков (дозировка, тип и концентрация), выбор разреза, дизайн лоскута и факторы, специфичные для хирургической процедуры. В исследование будут включены назначения, включая анальгетики и антибиотики до операции или в послеоперационном периоде. Использование антибиотиков будет основываться на рекомендациях национального совета здравоохранения Дании 2019 года, а также на индивидуальной оценке на основе профиля риска пациента. Антибиотики, используемые в исследовании: пенициллин V, или в комбинации с метронидазолом. Клиндамицин, если у пациента аллергия на пенициллин, и назначение широкоспектрального амоксициллина с клавулановой кислотой, если инфекция сохраняется. Будет зарегистрировано, было ли назначение антибиотиков прописано до направления, или показан ли тест на чувствительность к антибиотикам. В некоторых случаях показаны галлюциногенные препараты (0.125/0.250 мг Halcion) или общая анестезия (пропофол/ремифентанил).

Ведение апикальной хирургии будет включать поднятие лоскута, остеотомию, идентификацию инфицированных каналов, кюретаж грануляционной ткани, удаление верхушек корней и эффективное закрытие биоматериалом с последующим ушиванием.

Данное исследование разделит случаи имплантации на различные основные категории для систематизации множественных возможностей. Время установки имплантата после удаления зуба может быть либо тип 1: сразу после удаления зуба, тип 2: после покрытия мягкими тканями (4-8 недель), тип 3: при клинически и рентгенологически достаточной кости (12-16 недель) или тип 4: в заживших альвеолярных лунках. Будет также представлен протокол нагрузки, который может быть либо >2 месяцев после установки имплантата, а именно обычная нагрузка. Ранняя нагрузка, если через 1-2 месяца после установки имплантата, или немедленная нагрузка <1 недели после установки имплантата. Категория установки имплантата и нагрузки будет подразделена на 12 категорий. Кроме того, операции будут классифицированы как только установка имплантата, установка имплантата с одновременной костной аугментацией или с открытым синус-лифтингом, дополнительно. Другая категория будет изолированной процедурой костной аугментации либо только с аутологичным костным трансплантатом, заборным из нижней челюсти, либо с аутологичным костным трансплантатом, поддерживаемым титановой усиленной мембраной. Реконструкция мягких тканей может быть либо с аутологичным свободным десневым лоскутом, соединительнотканным трансплантатом, с ацеллюлярными дермальными трансплантатами или ксеногенными трансплантатами. Будет соблюдаться руководство по хирургической процедуре имплантации, предоставленное производителем имплантата, и будет сообщено, установлены ли имплантаты под контролем мозга, частично направленно или полностью направленно, и как это влияет на частоту осложнений.

Статистический анализ Описательная статистика будет использоваться для характеристики исследовательской популяции и частоты осложнений, а также уровня STAI-6 и NA. Связи между прогностическими переменными и осложнениями будут исследованы с помощью многомерного логистического регрессионного анализа. Будет оценена способность хирурга предсказывать пациентов с осложнениями. Кроме того, данные будут проанализированы путем обучения модели искусственного интеллекта, алгоритма Random Forest, для изучения возможности прогнозирования осложнений на основе пред-, интра- и послеоперационных данных.