Компьютеризация и цифровые технологии в медицине: акцент на цифровую стоматологию

Аннотация

Постоянно развивающиеся технологии делают стоматологию одним из самых передовых секторов в области медицины. Цифровые улучшения в последние годы принесли множество преимуществ как клиницистам, так и пациентам, включая сокращение рабочего времени, снижение затрат и повышение эффективности выполнения. Некоторые из самых важных цифровых технологий, внедренных в стоматологической области, это компьютерная томография с конусным лучом (КТКЛ), системы компьютерного проектирования/компьютерного производства (CAD-CAM) и интраоральные сканеры. Все это позволяет проводить более быстрые и точные реабилитации с возможностью предварительного моделирования окончательного лечения. Эволюция информатики принесла значительные преимущества в медицинской и стоматологической областях, сделав возможными диагностику и выполнение даже сложных процедур, таких как имплантология и реконструкция костей. Цифровой мир пытается вытеснить традиционный аналоговый рабочий процесс, и со временем, с дальнейшим развитием технологий, он должен стать выбором лечения наших пациентов.

Цифровое здоровье - это инновационный подход к медицине. Широкий спектр цифрового здоровья включает компьютеризацию процессов здравоохранения, цифровизацию медицинских документов, компьютеризацию медицинских записей, создание электронных файлов и электронных рецептов. Примеры продуктов цифрового здоровья включают программное обеспечение как медицинское устройство (SaMD), мобильные медицинские приложения (MMA), программное обеспечение в медицинском устройстве (SiMD) и продукты общего благополучия. Все эти технологии могут поддерживать клиницистов и пациентов в сборе данных и жизненно важных приложениях, а также в понимании и выполнении планов диагностики и лечения.

Цифровизация медицинских записей позволяет клиницисту делиться и обновлять информацию о пациентах в реальном времени и архивировать документы более удобно, с полным соблюдением требований общей защиты данных и конфиденциальности, также с использованием облачных технологий. В то время как аналоговые медицинские записи обычно хранятся в "физических" помещениях, таких как архивы или склады, к которым может получить доступ любой. Цифровые документы содержат чувствительные данные, поэтому важно, чтобы оцифрованные медицинские записи могли проверяться только операторами на основе утвержденного рабочего процесса, который был установлен ранее. Может быть много попыток взлома цифровой информации (утечка данных), поэтому необходимо защищать их сертифицированными процедурами, начиная от программных компаний и заканчивая лицом, уполномоченным их обрабатывать.

Примером жизненно важного технологического решения является геолокация, которая может быть использована для быстрого определения места возникновения чрезвычайной ситуации, требующей вмешательства спасателей. Некоторые экстренные вмешательства были бы невозможны без наличия спутниковых систем отслеживания и приложений на основе карт, работающих на смартфонах. Другие технологии eHealth, которые могут быть полезны для всех и оказаться спасительными, это возможности экстренной помощи с использованием приложений на смартфонах, таких как SOS Emergency® (Apple iOS®) и ELS® (Android®).

Цифровизация медицинской профессии во всех секторах неуклонно продвигается вперед и предлагает преимущества, которые объединяют аналоговые рабочие процессы с новыми технологиями. Цифровые технологии могут поддерживать клиницистов в принятии точных диагностических решений, а также помогать пациентам лучше информироваться о своем лечении. Более того, новые возможности для содействия профилактике или ранней диагностике угрожающих жизни заболеваний и управлению хроническими состояниями вне традиционных медицинских учреждений могут быть предоставлены с использованием инновационного подхода в области цифрового здоровья. В стоматологической области существует несколько специальностей, которые претерпели очевидные изменения на всех этапах протоколов и материалов, включая, но не ограничиваясь, ортодонтией, имплантологией, протезированием и всеми процедурами стоматологической лаборатории. Это позволяет проводить точное планирование, ориентированное на протезирование/функциональность, правильную эстетическую/функциональную предоценку предложенной терапии, компьютерно-ассистированное выполнение лечения, а также непрерывное наблюдение за пациентами. Главной революцией стала технология CAD-CAM (Компьютерное проектирование/Компьютерное производство), изначально предложенная для повышения производительности реставраций, снижения затрат и времени изготовления, а также улучшения удовлетворенности пациентов/эстетики. Технологии CAD-CAM делают как проект, так и выполнение быстрее, состоящие из трехмерного дизайна (планирования/проекта) виртуального лечения с использованием компьютера, который затем приводит к компьютерно-ассистированному производству того же с использованием фрезерных или печатающих машин. Эта технология предлагает несколько преимуществ, таких как точность компьютерного планирования/проекта, быстрота цифрового отпечатка, качество цифровых изделий и его воспроизводимость в любое время. Еще одним очень важным преимуществом является трехмерная предварительная визуализация (симуляция), которая позволяет показать выполнение конечного объекта/на экране, чтобы клиницист мог оценить его с каждой точки зрения, увеличивая диагностические возможности и точность лечения. Все это также позволяет быстро общаться между клиницистами, другими сотрудниками и пациентами.

Некоторые из последних значительных инноваций в цифровой медицине — это цифровые слепки, оптически обнаруживаемые интраоральными сканерами (IOS), введение компьютерной томографии с конусным лучом (CBCT) и их комбинация, благодаря которой диагностика и планирование становятся быстрее, предсказуемее и безопаснее. На рынке существует множество типов IOS и CBCT, которые зависят от технологии получения, возможности обработки файлов и типа генерируемого файла.

Интраоральные сканеры используют структурированное световое сканирование, которое состоит в проецировании сетки на поверхность зуба, где серия высокоразрешающих камер считывает его искажения. Обнаруженные искажения обрабатываются микропроцессором, который преобразует эти данные в геометрически идеальный объект, видимый непосредственно в программном обеспечении для получения. Интраоральный сканер является идеальным дополнением для всех CAD-CAM производств; основное преимущество заключается в возможности немедленно проверить уровень точности слепка, пока пациент все еще находится в кресле. Еще одним большим преимуществом является возможность анализа окклюзионных отношений между дугами, чтобы определить, подходит ли окклюзионное расстояние для создания CAD-CAM реставраций с использованием специфических материалов. И последнее, но не менее важное — это возможность отправки слепков по электронной почте, что позволяет избежать потерь времени на доставку.

Некоторые из основных применений в стоматологии:

1. Ночные капы;
2. Стоматологические выравниватели;
3. Фиксированные зубные протезы;
4. Гид для стоматологической хирургии.

Его растущее использование также связано с имплантологией, в которой используются сканирующие тела вместо традиционных трансферов. Имплантаты затем переустанавливаются в это точное положение благодаря программному обеспечению CAD, которое соответствует конкретной геометрической форме сканирующего тела, с его специализированной библиотекой, позволяющей проектировать индивидуальные абатменты, каркасы и коронки. Было продемонстрировано, что система точна и аккуратна, так как она не страдает от искажений, связанных с традиционным снятием слепков трансферов. Более того, большая точность в цифровых методах снятия слепков позволила использовать ее в сочетании с данными цифровой визуализации и связи в медицине (DICOM), полученными из CBCT, для еще более точной диагностики и виртуального планирования имплантации, включая производство хирургических направляющих. Для последнего, с помощью специализированного программного обеспечения, клиницист может сопоставить общие контрольные точки в формате интерфейса STereo Lithography (.Stl) файлов, полученных из интраорального сканирования, и DICOM файлов из CBCT сканирования. Наконец, виртуальное планирование имплантации может быть выполнено в соответствии с протезной установкой, и хирургический шаблон может быть произведен с использованием 3D-принтера.

В ортодонтии внедрение интраоральных и лицевых сканеров, 3D-принтеров, а до этого цифровой радиологии, включая сканирование CBTC, улучшило как диагностику, так и выполнение ортодонтического лечения. Цифровые модели студии off предлагают жизнеспособную альтернативу традиционным гипсовым моделям. Их преимущества в ортодонтической диагностике и планировании лечения включают более легкую и быструю передачу электронных данных, немедленную консультацию и уменьшение пространства для хранения. Цифровые слепки/модели могут быть проанализированы с помощью специализированного программного обеспечения для ортодонтического анализа, способного анализировать зубы, форму дуги, количество скученности или промежутков, тип неправильного прикуса и т.д. Основные и продвинутые измерения, включая, но не ограничиваясь, оверджетом, овербайтом, размером зубов, длиной дуги, поперечными расстояниями и несоответствием Болтона, могут быть измерены. Все это позволяет смоделировать и предварительно визуализировать результат ортодонтического лечения. Более того, цифровую модель можно в конечном итоге напечатать с помощью технологий прототипирования для целей диагностики или лечения. Наиболее распространенное применение 3D-принтеров в ортодонтии — это производство элайнеров. Другие применения включают изготовление направляющих для непрямой фиксации брекетов, производство ретейнеров и аппаратов для ночного апноэ.

Эстетика - это еще одно применение, которое выигрывает от интраоральных сканеров и цифрового рабочего процесса, состоящего из дизайна улыбки и симуляции, прототипов и производства виниров. Это возможно благодаря получению цифровых слепков, серии фотографий лица и улыбки пациента, а также с помощью программного обеспечения для дизайна улыбки, которое позволяет формировать весь внешний вид области улыбки. Таким образом, клиницисты имеют возможность обсудить с пациентом и решить с ним/ей эстетику восстановления до начала лечения. Этот момент имеет решающее значение для понимания ожиданий пациента.

Даже полные или частичные протезы, как на естественных зубах, так и на имплантатах, могут быть изготовлены с помощью полностью цифрового рабочего процесса, который позволяет клиницистам и зубным техникам изготавливать восстановление во всех его аспектах, потенциально сокращая время производства, а значит, и общее время ожидания как для клиницистов, так и для пациентов, и, что не менее важно, затраты.

Каждое лечение начинается с получения зубных слепков, которые можно быстро получить с помощью интраорального сканера (или цифровизируя традиционные гипсовые модели с помощью экстраоральных сканеров). Цифровые модели обрабатываются с помощью специализированного CAD программного обеспечения. Благодаря этому цифровому рабочему процессу нет необходимости физически передавать слепки зубным техникам, что также делает процесс более безопасным с биологической точки зрения. Зубные техники могут работать полностью в цифровом формате, или цифровые модели могут быть отправлены на печать. После того как модель из смолы была напечатана на специализированном 3D-принтере, необходимо завершить отверждение материала с помощью процесса пост-отверждения, который происходит путем воздействия на 3D-напечатанный объект ультрафиолетовым отверждающим устройством в течение времени, которое варьируется в зависимости от размера объекта.

Даже при работе в полностью цифровом рабочем процессе можно выполнять как простые, так и сложные процедуры. Как и в клинике, эстетика пациента и виртуальные движения челюсти могут быть смоделированы до лечения, что позволяет как клиницистам, так и зубным техникам лучше оценить предложенный план лечения, а также заранее оценить общую стоимость и время, необходимое для лечения.

В заключение, действительно, эти технологии нуждаются в дальнейшем совершенствовании и представлении убедительных научных доказательств, прежде чем они заменят аналоговые процедуры. Существуют различные аспекты, которые необходимо оценить как клиницистам, так и пациентам, и таким образом они смогут решить, как справиться с необходимыми процедурами и чувствовать себя более расслабленно.

Ссылки

1. Hasenfuß, G.; Vogelmeier, C.F. Цифровая 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. Цифровая медицина: Введение в измерения. Digit. Biomark. 2019, 3, 31–71. [CrossRef] [PubMed]
3. Topol, E.J. Десятилетие инноваций в цифровой медицине. Sci. Transl. Med. 2019, 11. [CrossRef] [PubMed]
4. Adams, T.; Connor, M.; Whittaker, R. Защита нашей инфраструктуры цифровой медицины. NPJ Digit. Med. 2019, 2, 97. [CrossRef]
5. Fogel, A.L.; Kvedar, J.C. Искусственный интеллект в цифровой медицине. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 5. [CrossRef]
6. Warraich, H.J.; Califf, R.M.; Krumholz, H.M. Цифровая трансформация медицины может revitalизировать отношения между пациентом и клиницистом. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 49. [CrossRef]
7. Steinhubl, S.R.; Topol, E.J. Цифровая медицина, на пути к тому, чтобы стать просто медициной. 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. Анализ микрокомпьютерной томографии мезобуккальных отверстий и крупных апикальных отверстий в первых верхних 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. Точность компьютерной помощи в установке имплантатов с использованием двух различных хирургических шаблонов, разработанных с металлическими втулками или без них: рандомизированное контролируемое исследование. Dent. J. 2019, 7, 41. [CrossRef] [PubMed]
10. Tallarico, M.; Kim, Y.-J.; Cocchi, F.; Martinolli, M.; Meloni, S.M. Точность новых шаблонов с дизайном втулок для установки зубных имплантатов: проспективное многоцентровое клиническое исследование. Clin. Implant Dent. Relat. Res. 2018, 11, 203–209. [CrossRef] [PubMed]
11. Giudice, G.; Lipari, F.; Lizio, A.; Cervino, G.; Cicciù, M. Техника повторного прикрепления фрагмента зуба на многоповрежденном зубе. 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. Сравнение двух интерфейсов систем удержания протезов с низким профилем: предварительные данные in vitro исследования. Prosthesis 2019, 1, 54–60. [CrossRef]
13. Fiorillo, L.; D’Amico, C.; Turkina, A.Y.; Nicita, F.; Amoroso, G.; Risitano, G. Эндо и экзоскелет: новые технологии на основе композитных материалов. Prosthesis 2020, 2, 1–9. [CrossRef]
14. Scrascia, R.; Fiorillo, L.; Gaita, V.; Secondo, L.; Nicita, F.; Cervino, G. Протезы на имплантатах для реабилитации беззубых пациентов. От временного протеза к окончательному с новым протоколом: отчет о единственном случае. Prosthesis 2020, 2, 10–24. [CrossRef]
15. Ortensi, L.; Vitali, T.; Bonfiglioli, R.; Grande, F. Новые приемы в дизайне подготовки для протезных керамических ламинированных виниров. Prosthesis 2019, 1, 29–40. [CrossRef]
16. De Stefano, R.; Bruno, A.; Muscatello, M.R.; Cedro, C.; Cervino, G.; Fiorillo, L. Методы управления страхом и тревогой во время стоматологических процедур: систематический обзор последних данных. Minerva Stomatol. 2019, 68, 317–331. [CrossRef]
17. De Stefano, R. Психологические факторы в стоматологическом уходе за пациентами: одонтофобия. Medicina 2019, 55, 678. [CrossRef]
18. Fiorillo, L.; Laino, L.; De Stefano, R.; D’Amico, C.; Bocchieri, S.; Amoroso, G.; Isola, G.; Cervino, G. Гели для отбеливания зубов: сильные и слабые стороны все более используемого метода. Gels 2019, 5, 35. [CrossRef]
19. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.V.; Spagnuolo, G.; Cicciu, M. Цифровой рабочий процесс восстановления зубов: цифровой дизайн улыбки от эстетики до функции. Dent. J. 2019, 7, 30. [CrossRef]
20. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.; Spagnuolo, G.; Campagna, P.; Cicciù, M. Применение биоинженерных устройств для оценки стресса в стоматологии: последние 10 лет параметрический анализ результатов и текущие тенденции. 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. Надежность виртуального протезного проекта, реализованного с помощью 2D и 3D фотосъемки: экспериментальное исследование точности различных цифровых 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.; и др. 3D цифровые системы снятия слепков по сравнению с традиционными методами в стоматологии: систематический обзор недавних данных. Materials 2020, 13, 1982. [CrossRef] [PubMed]
23. Fiorillo, L. Использование геля хлоргексидина в ротовой полости: систематический обзор. 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. Биологически активные титановыми поверхности: взаимодействия эукариотических и прокариотических клеток нано-устройств, применяемых в стоматологической практике. 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. Хирургический риск у пациентов с коагулопатиями: рекомендации для гемофиликов по челюстно-лицевой хирургии. 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. Оценка систем увеличения в восстановительной стоматологии. Исследование in vitro. Dent. Cadmos 2015, 83, 296–305. [CrossRef]
27. Cicciù, M.; Bramanti, E.; Cecchetti, F.; Scappaticci, L.; Guglielmino, E.; Risitano, G. FEM и анализы по Вону Мизесу различных форм зубных имплантатов для распределения жевательной нагрузки. ORAL Implantol. 2014, 7, 1–10.
28. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Spagnuolo, G.; Bramanti, E.; Laino, L.; Lauritano, F.; Cicciù, M. Интерфейс между MTA и стоматологическими адгезивами: оценка с помощью сканирующего электронного микроскопа. J. Int. Soc. Prev. Community Dent. 2017, 7, 64–68. [CrossRef]
29. Cicciù, M.; Risitano, G.; Lo Giudice, G.; Bramanti, E. Оценка здоровья пародонта и распространенности кариеса у пациентов с болезнью Паркинсона. Parkinson’s Dis. 2012. [CrossRef]
30. Cicciù, M. Протез: новые технологические возможности и инновационные биомедицинские устройства. Prosthesis 2019, 1, 1–2. [CrossRef]
31. Hodson, R. Цифровая революция. Nature 2018, 563, S131. [CrossRef] [PubMed]
32. Makin, S. Поиск влияния цифровых технологий на благополучие. Nature 2018, 563, S138–S140. [CrossRef] [PubMed]
33. Meloni, S.M.; Lumbau, A.; Baldoni, E.; Pisano, M.; Spano, G.; Massarelli, O.; Tallarico, M. Смена платформы против обычных одиночных имплантатов: 5-летние результаты после нагрузки из рандомизированного контролируемого испытания. 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. Ошибки в позиционировании имплантатов из-за отсутствия планирования: клинический отчет о новых протезных материалах и решениях. 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. Восстановление имплантатов верхней челюсти на шести имплантатах с безфлапной хирургией с использованием шаблона и немедленной нагрузкой: 5-летние результаты проспективной серии случаев. ORAL Implantol. 2020, 12, 151–160. [CrossRef]