Комп'ютеризація та цифровий робочий процес у медицині: акцент на цифровій стоматології

Анотація

Технології, що постійно розвиваються, роблять стоматологію одним з найсучасніших секторів у медицині. Цифрові покращення останніх років принесли багато переваг як клініцистам, так і пацієнтам, включаючи скорочення робочого часу, зниження витрат та підвищення ефективності виконання. Деякі з найважливіших цифрових технологій, впроваджених у стоматології, це комп'ютерна томографія з конусним променем (CBCT), системи комп'ютерного проектування/комп'ютерного виробництва (CAD-CAM) та інтраоральні сканери. Усі ці технології дозволяють швидше та точніше проводити реабілітації, з можливістю попереднього моделювання фінального лікування. Еволюція комп'ютерних наук принесла значні переваги в медичній та стоматологічній сферах, що робить можливими діагностику та виконання навіть складних процедур, таких як імплантологія та реконструкція кістки. Цифровий світ намагається витіснити традиційний аналоговий робочий процес, і з часом, з подальшим розвитком технологій, він повинен стати вибором лікування наших пацієнтів.

Цифрове здоров'я - це інноваційний підхід до медицини. Широкий спектр цифрового здоров'я включає комп'ютеризацію процесів охорони здоров'я, цифровізацію медичних документів, комп'ютеризацію медичних записів, створення електронних файлів та електронних рецептів. Приклади продуктів цифрового здоров'я включають програмне забезпечення як медичний пристрій (SaMD), мобільні медичні додатки (MMA), програмне забезпечення в медичному пристрої (SiMD) та загальні продукти для покращення здоров'я. Усі ці технології можуть підтримувати клініцистів і пацієнтів у зборі даних та рятівних застосуваннях, а також у розумінні та виконанні діагностики та плану лікування.

Цифровізація медичних записів дозволяє клініцисту ділитися та оновлювати інформацію про пацієнтів в реальному часі, а також легше архівувати документи, з повною повагою до загальних вимог захисту даних та конфіденційності, також використовуючи хмарні технології. Натомість аналогові медичні записи зазвичай зберігаються в "фізичних" середовищах, таких як архіви або склади, до яких може отримати доступ будь-хто. Цифрові документи містять чутливі дані, тому важливо, щоб оцифровані медичні записи могли бути перевірені лише операторами, на основі затвердженого робочого процесу, який був раніше встановлений. Можуть бути численні спроби зламати цифрову інформацію (витік даних), тому необхідно захищати їх сертифікованими процедурами, починаючи з програмних компаній і закінчуючи особою, уповноваженою їх обробляти.

Прикладом рятівного технологічного рішення є геолокація, яка може бути використана для швидкого визначення надзвичайної ситуації, що потребує втручання рятувальників. Деякі надзвичайні втручання були б неможливими без наявності супутникових систем відстеження та додатків на основі карт, що працюють на смартфонах. Інші технології електронного здоров'я, які можуть бути корисними для всіх і виявитися рятівними, це можливості екстреної допомоги за допомогою додатків на смартфонах, таких як SOS Emergency®(Apple iOS®) та ELS®(Android®).

Цифровізація медичної професії, у всіх секторах, невпинно просувається і оffерує переваги, які поєднують аналогові робочі процеси з новими технологіями. Цифрові технології можуть підтримувати клініцистів у прийнятті точних рішень на основі діагностики, а також підтримувати пацієнтів у прийнятті більш обґрунтованих рішень щодо власного лікування. Більше того, нові можливості для сприяння профілактиці або ранній діагностиці загрозливих для життя захворювань, а також управлінню хронічними станами поза традиційними умовами догляду можуть бути надані за допомогою інноваційного підходу до цифрового здоров'я. У стоматологічній сфері є кілька спеціальностей, які зазнали очевидних змін на всіх етапах протоколів і матеріалів, включаючи, але не обмежуючись, ортодонтією, імплантологією, протезуванням та всіма процедурами стоматологічної лабораторії. Це дозволяє здійснювати точне планування, орієнтоване на протезування/функціональність, правильну естетичну/функціональну попередню оцінку запропонованої терапії, комп'ютерно-допоміжне виконання лікування, а також постійний моніторинг пацієнтів. Головною революцією стала технологія комп'ютерного проектування/комп'ютерного виробництва (CAD-CAM), спочатку запропонована для підвищення ефективності реставрацій, зменшення витрат і часу виготовлення, а також покращення естетики/задоволеності пацієнтів. Технології CAD-CAM роблять як проект, так і виконання швидшими, складаючись з тривимірного дизайну (планування/проекту) віртуального лікування за допомогою комп'ютера, що потім призводить до комп'ютерно-допоміжного виробництва того ж за допомогою фрезерних або друкарських машин. Ця технологія оffерує кілька переваг, таких як точність комп'ютерного планування/проекту, швидкість цифрового знімка, якість цифрових виробів та їх відтворюваність у будь-який час. Іншою дуже важливою перевагою є тривимірна попередня візуалізація (симуляція), яка дозволяє показати виконання фінального об'єкта/на екрані, щоб клініцист міг оцінити його з усіх точок зору, підвищуючи діагностичні можливості та точність лікування. Все це також дозволяє швидку комунікацію між клініцистами, іншими співробітниками та пацієнтами.

Деякі з останніх значних інновацій у цифровій медицині - це цифрові відбитки, оптично виявлені за допомогою внутрішньоротових сканерів (IOS), впровадження комп'ютерної томографії конусного променя (CBCT) та їх комбінація, завдяки якій діагностика та планування стають швидшими, передбачуваними та безпечними. На ринку існують різні типи IOS та CBCT, які залежать від технології отримання, можливості обробки файлів та типу згенерованого файлу.

Внутрішньоротові сканери використовують сканування структурованим світлом, яке полягає в проекції сітки на поверхню зуба, де серія камер високої роздільної здатності зчитує його спотворення. Виявлене спотворення обробляється мікропроцесором, який перетворює ці дані на об'єкт з ідеальними розмірами, видимий безпосередньо в програмному забезпеченні для отримання. Внутрішньоротовий сканер є ідеальним доповненням для всіх виробництв CAD-CAM; основна перевага полягає в можливості негайно перевірити рівень точності відбитка, поки пацієнт ще сидить у кріслі. Ще однією великою перевагою є можливість аналізувати оклюзійні відносини між дугами, щоб визначити, чи підходить оклюзійна відстань для створення CAD-CAM реставрацій з конкретними матеріалами. І останнє, але не менш важливе - це можливість надсилати відбитки електронною поштою, що дозволяє уникнути витрат часу на доставку.

Деякі з основних застосувань у стоматології:

1. Нічні капи;
2. Стоматологічні вирівнювачі;
3. Фіксовані стоматологічні протези;
4. Посібник для стоматологічної хірургії.

Її зростаюче використання також пов'язане з імплантологією, в якій використовуються скануючі тіла замість традиційних трансферів. Імплантати потім повторно розташовуються в цій точній позиції завдяки програмному забезпеченню CAD, яке відповідає специфічній геометричній формі скануючого тіла, з його спеціалізованою бібліотекою, що дозволяє проектувати індивідуальні абатменти, каркаси та коронки. Було продемонстровано, що система є точною і акуратною, оскільки вона не страждає від спотворень, пов'язаних з традиційним зняттям відбитків трансферів. Крім того, більша точність у цифрових техніках зняття відбитків дозволила її використання в поєднанні з даними цифрової візуалізації та зв'язку в медицині (DICOM), отриманими з CBCT, для ще більш точної діагностики та віртуального планування імплантів, включаючи виробництво хірургічних посібників. Для останнього, за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення, клініцист може співвіднести загальні контрольні точки у форматі STereo Lithography (.Stl) файлів, отриманих з інтраорального зняття, та DICOM файлів з CBCT сканування. Нарешті, віртуальне планування імплантів може бути виконано відповідно до протезного налаштування, а хірургічний шаблон може бути виготовлений за допомогою 3D-принтера.

В ортодонтії впровадження внутрішньоротових та лицьових сканерів, 3D-принтерів, а також, до того ж, цифрової рентгенографії, включаючи сканування CBTC, покращило як діагностику, так і виконання ортодонтичного лікування. Цифрові студійні моделіffерують життєздатну альтернативу традиційним гіпсовим моделям. Їхні переваги в ортодонтичній діагностиці та плануванні лікування включають легший та швидший перенесення електронних даних, миттєві консультації та зменшення простору для зберігання. Цифрові відбитки/моделі можуть бути проаналізовані за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення для ортодонтичного аналізу, здатного аналізувати зуби, форму дуги, кількість скупченості або проміжків, тип аномалії прикусу тощо. Основні та розширені вимірювання, включаючи, але не обмежуючись, перевищенням, перекриттям, розміром зубів, довжиною дуги, поперечними відстанями та розбіжністю Болтона, можуть бути виміряні. Усе це дозволяє змоделювати та попередньо візуалізувати результат ортодонтичного лікування. Більше того, цифрову модель можна врешті-решт надрукувати за допомогою технології прототипування для діагностичних або лікувальних цілей. Найбільш поширеним застосуванням 3D-принтерів в ортодонтії є виготовлення елайнерів. Інші застосування включають виготовлення направляючих для непрямого бандажування брекетів, виробництво утримувачів та апаратів для нічних апное.

Естетика є ще одним застосуванням, яке виграє від інтраоральних сканерів та цифрового робочого процесу, що складається з дизайну усмішки та симуляції, прототипів та виготовлення вінірів. Це можливо завдяки отриманню цифрових відбитків, серії фотографій обличчя та усмішки пацієнта, а також через програмне забезпечення для дизайну усмішки, яке дозволяє формувати весь вигляд області усмішки. Таким чином, клініцисти мають можливість обговорити з пацієнтом та вирішити з ним/нею естетику відновлення до початку лікування. Цей момент є вирішальним для розуміння очікувань пацієнта.

Навіть повні або часткові протези, як на натуральних зубах, так і на імплантатах, можуть бути виготовлені через повністю цифровий робочий процес, який дозволяє клініцистам та зубним технікам виготовляти відновлення в усіх його аспектах, потенційно скорочуючи час виробництва, а отже, загальний час очікування як для клініцистів, так і для пацієнтів, і, не в останню чергу, витрати.

Кожне лікування починається з отримання стоматологічних відбитків, які можна швидко отримати за допомогою інтраорального сканера (або цифрових моделей звичайних гіпсових відбитків за допомогою екстраоральних сканерів). Цифрові моделі обробляються за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення CAD. Завдяки цьому цифровому робочому процесу немає необхідності фізично доставляти відбитки стоматологам-технікам, що також робить процес безпечнішим з біологічної точки зору. Стоматологічні техніки можуть працювати повністю в цифровому форматі, або цифрові моделі можуть бути надіслані для друку. Після того, як модель з смоли була надрукована за допомогою спеціалізованого 3D-принтера, необхідно завершити затвердіння матеріалу через процес пост-отвердіння, який відбувається шляхом експонування 3D-друкованого об'єкта до UV-лампи для затвердіння на час, що варіюється в залежності від розміру об'єкта.

Навіть працюючи в повністю цифровому робочому процесі, можна виконувати прості та складні лікування. Як і в клініці, естетичні показники пацієнта та віртуальні рухи щелепи можуть бути змодельовані перед лікуванням, що дозволяє як клініцистам, так і стоматологічним технікам краще оцінити запропонований план лікування, а також заздалегідь оцінити загальну вартість і час, необхідний для лікування.

На завершення, справді, ці технології потребують подальшого вдосконалення та надання переконливих наукових доказів, перш ніж замінити аналогові процедури. Є різні аспекти, які потрібно оцінити, тому як клініцистами, так і пацієнтами, і таким чином вони можуть вирішити, як впоратися з необхідними лікуваннями та почуватися більш розслабленими.

Посилання

1. Hasenfuß, G.; Vogelmeier, C.F. Цифрова медицина. Internist 2019, 60, 317–318. [CrossRef] [PubMed]
2. Coravos, A.; Goldsack, J.C.; Karlin, D.R.; Nebeker, C.; Perakslis, E.; Zimmerman, N.; Erb, M.K. Цифрова медицина: Вступ до вимірювання. Digit. Biomark. 2019, 3, 31–71. [CrossRef] [PubMed]
3. Topol, E.J. Десятиліття інновацій у цифровій медицині. Sci. Transl. Med. 2019, 11. [CrossRef] [PubMed]
4. Adams, T.; Connor, M.; Whittaker, R. Захист нашої цифрової медичної інфраструктури. NPJ Digit. Med. 2019, 2, 97. [CrossRef]
5. Fogel, A.L.; Kvedar, J.C. Штучний інтелект у цифровій медицині. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 5. [CrossRef]
6. Warraich, H.J.; Califf, R.M.; Krumholz, H.M. Цифрова трансформація медицини може відновити відносини між пацієнтом і клініцистом. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 49. [CrossRef]
7. Steinhubl, S.R.; Topol, E.J. Цифрова медицина, на шляху до того, щоб стати простою медициною. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 20175. [CrossRef]
8. Spagnuolo, G.; Ametrano, G.; D’Antò, V.; Formisano, A.; Simeone, M.; Riccitiello, F.; Amato, M.; Rengo, S. Мікрокомп'ютерна томографія аналізу мезіобукальних отворів та основного апікального отвору у перших верхніх молярах. Open Dent. J. 2012, 6, 118–125. [CrossRef]
9. Tallarico, M.; Martinolli, M.; Kim, Y.-J.; Cocchi, F.; Meloni, S.M.; Alushi, A.; Xhanari, E. Точність комп'ютерно-асистованого імплантаційного розміщення за допомогою двох різних хірургічних шаблонів, розроблених з або без металевих рукавів: рандомізоване контрольоване дослідження. Dent. J. 2019, 7, 41. [CrossRef] [PubMed]
10. Tallarico, M.; Kim, Y.-J.; Cocchi, F.; Martinolli, M.; Meloni, S.M. Точність новостворених шаблонів для вставки стоматологічних імплантів: проспективне багатопрофільне клінічне дослідження. Clin. Implant Dent. Relat. Res. 2018, 11, 203–209. [CrossRef] [PubMed]
11. Giudice, G.; Lipari, F.; Lizio, A.; Cervino, G.; Cicciù, M. Техніка повторного приєднання фрагмента зуба на багаторазово травмованому зубі. J. Conserv. Dent. 2012, 15, 80–83. [CrossRef] [PubMed]
12. Cervino, G.; Montanari, M.; Santonocito, D.; Nicita, F.; Baldari, R.; De Angelis, C.; Storni, G.; Fiorillo, L. Порівняння двох систем утримання протезів з низьким профілем: попередні дані in vitro дослідження. Prosthesis 2019, 1, 54–60. [CrossRef]
13. Fiorillo, L.; D’Amico, C.; Turkina, A.Y.; Nicita, F.; Amoroso, G.; Risitano, G. Ендо та екзоскелет: нові технології на основі композитних матеріалів. Prosthesis 2020, 2, 1–9. [CrossRef]
14. Scrascia, R.; Fiorillo, L.; Gaita, V.; Secondo, L.; Nicita, F.; Cervino, G. Протез, що підтримується імплантатами, для реабілітації беззубих пацієнтів. Від тимчасового протезу до остаточного з новим протоколом: звіт про один випадок. Prosthesis 2020, 2, 10–24. [CrossRef]
15. Ortensi, L.; Vitali, T.; Bonfiglioli, R.; Grande, F. Нові прийоми в дизайні підготовки для протезних керамічних ламінатних вінірів. Prosthesis 2019, 1, 29–40. [CrossRef]
16. De Stefano, R.; Bruno, A.; Muscatello, M.R.; Cedro, C.; Cervino, G.; Fiorillo, L. Методи управління страхом і тривогою під час стоматологічних процедур: систематичний огляд останніх даних. Minerva Stomatol. 2019, 68, 317–331. [CrossRef]
17. De Stefano, R. Психологічні фактори в стоматологічному догляді: одонтофобія. Medicina 2019, 55, 678. [CrossRef]
18. Fiorillo, L.; Laino, L.; De Stefano, R.; D’Amico, C.; Bocchieri, S.; Amoroso, G.; Isola, G.; Cervino, G. Гелі для відбілювання зубів: переваги та недоліки все більш використовуваного методу. Gels 2019, 5, 35. [CrossRef]
19. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.V.; Spagnuolo, G.; Cicciu, M. Цифровий робочий процес стоматологічних реставрацій: цифровий дизайн усмішки від естетики до функції. Dent. J. 2019, 7, 30. [CrossRef]
20. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.; Spagnuolo, G.; Campagna, P.; Cicciù, M. Застосування біоінженерних пристроїв для оцінки стресу в стоматології: останні 10 років параметричний аналіз результатів та сучасні тенденції. Minerva Stomatol. 2020, 69, 55–62. [CrossRef]
21. Lavorgna, L.; Cervino, G.; Fiorillo, L.; Di Leo, G.; Troiano, G.; Ortensi, M.; Galantucci, L.; Cicciù, M. Надійність віртуального протезного проекту, реалізованого за допомогою 2D та 3D фотозйомки: експериментальне дослідження точності різних цифрових систем. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 5139. [CrossRef] [PubMed]
22. Cicciù, M.; Fiorillo, L.; D’Amico, C.; Gambino, D.; Amantia, E.M.; Laino, L.; Crimi, S.; Campagna, P.; Bianchi, A.; Herford, A.S.; et al. 3D цифрові системи зняття відбитків у порівнянні з традиційними техніками в стоматології: систематичний огляд останніх даних. Materials 2020, 13, 1982. [CrossRef] [PubMed]
23. Fiorillo, L. Використання гелю хлоргексидину в ротовій порожнині: систематичний огляд. Gels 2019, 5, 31. [CrossRef] [PubMed]
24. Cicciu, M.; Fiorillo, L.; Herford, A.S.; Crimi, S.; Bianchi, A.; D’Amico, C.; Laino, L.; Cervino, G. Біоактивні титанові поверхні: взаємодії еукаріотичних та прокаріотичних клітин нано-пристроїв, застосованих у стоматологічній практиці. Biomedicines 2019, 7, 12. [CrossRef]
25. Laino, L.; Cicciù, M.; Fiorillo, L.; Crimi, S.; Bianchi, A.; Amoroso, G.; Monte, I.P.; Herford, A.S.; Cervino, G. Хірургічний ризик у пацієнтів з коагулопатіями: рекомендації для гемофілічних пацієнтів для оро-щелепно-лицевої хірургії. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 1386. [CrossRef]
26. Lo Giudice, G.; Lo Giudice, R.; Matarese, G.; Isola, G.; Cicciù, M.; Terranova, A.; Palaia, G.; Romeo, U. Оцінка систем збільшення в реставраційній стоматології. Дослідження in-vitro. Dent. Cadmos 2015, 83, 296–305. [CrossRef]
27. Cicciù, M.; Bramanti, E.; Cecchetti, F.; Scappaticci, L.; Guglielmino, E.; Risitano, G. FEM та аналізи Вона Мізеса різних форм стоматологічних імплантів для розподілу жувального навантаження. ORAL Implantol. 2014, 7, 1–10.
28. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Spagnuolo, G.; Bramanti, E.; Laino, L.; Lauritano, F.; Cicciù, M. Інтерфейс між MTA та стоматологічними адгезивами: оцінка за допомогою скануючого електронного мікроскопа. J. Int. Soc. Prev. Community Dent. 2017, 7, 64–68. [CrossRef]
29. Cicciù, M.; Risitano, G.; Lo Giudice, G.; Bramanti, E. Оцінка здоров'я ясен і поширеності карієсу у пацієнтів, які страждають на хворобу Паркінсона. Parkinson’s Dis. 2012. [CrossRef]
30. Cicciù, M. Протез: нові технологічні можливості та інноваційні біомедичні пристрої. Prosthesis 2019, 1, 1–2. [CrossRef]
31. Hodson, R. Цифрова революція. Nature 2018, 563, S131. [CrossRef] [PubMed]
32. Makin, S. Пошук впливу цифрових технологій на добробут. Nature 2018, 563, S138–S140. [CrossRef] [PubMed]
33. Meloni, S.M.; Lumbau, A.; Baldoni, E.; Pisano, M.; Spano, G.; Massarelli, O.; Tallarico, M. Платформне перемикання проти звичайних платформних одиночних імплантів: 5-річні результати після навантаження з рандомізованого контрольованого дослідження. Int. J. Oral Implantol. 2020, 13, 43–52.
34. Tallarico, M.; Scrascia, R.; Annucci, M.; Meloni, S.M.; Lumbau, A.I.; Koshovari, A.; Xhanari, E.; Martinolli, M. Помилки в позиціонуванні імплантів через відсутність планування: клінічний звіт про нові протезні матеріали та рішення. Materials 2020, 13, 1883. [CrossRef]
35. Meloni, S.M.; Spano, G.; Ceruso, F.M.; Gargari, M.; Lumbau, A.; Baldoni, E.; Massarelli, O.; Pisano, M.; Tallarico, M. Відновлення імплантів верхньої щелепи на шести імплантах з безфлаповою хірургією за допомогою шаблону та негайним навантаженням: 5-річні результати проспективної серії випадків. ORAL Implantol. 2020, 12, 151–160. [CrossRef]