Computerizzazione e Flusso di Lavoro Digitale in Medicina: Focus sulla Odontoiatria Digitale

Abstract

Le tecnologie in continua evoluzione rendono l'odontoiatria uno dei settori più avanzati nel campo della medicina. I miglioramenti digitali degli ultimi anni hanno portato molti vantaggi a clinici e pazienti, tra cui tempi di lavoro ridotti, costi inferiori e maggiore efficienza delle prestazioni. Alcune delle tecnologie digitali più importanti introdotte nel campo dentale sono la tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT), i sistemi di Progettazione Assistita da Computer/Produzione Assistita da Computer (CAD-CAM) e gli scanner intraorali. Tutte queste tecnologie consentono riabilitazioni più rapide e accurate, con l'opportunità di pre-simulare il trattamento finale. L'evoluzione dell'informatica ha portato vantaggi significativi nei campi medico e dentale, rendendo possibile la diagnosi e l'esecuzione di trattamenti anche complessi, come l'implantologia e la ricostruzione ossea. Il mondo digitale sta cercando di soppiantare il flusso di lavoro analogico tradizionale e, nel tempo, con il ulteriore avanzamento delle tecnologie, dovrebbe tendere a diventare il trattamento di scelta per i nostri pazienti.

La Salute Digitale è un approccio innovativo alla medicina. L'ampio ambito della salute digitale include la computerizzazione dei processi sanitari, la digitalizzazione dei documenti medici, la computerizzazione delle cartelle cliniche, la creazione di file elettronici e le prescrizioni elettroniche. Esempi di prodotti per la salute digitale includono software come dispositivo medico (SaMD), applicazioni mediche mobili (MMA), software in un dispositivo medico (SiMD) e prodotti per il benessere generale. Tutte queste tecnologie possono supportare i clinici e i pazienti nella raccolta di dati e nelle applicazioni salvavita, ma anche nella comprensione e nell'esecuzione della diagnosi e del piano di trattamento.

La digitalizzazione delle cartelle cliniche consente al clinico di condividere e aggiornare le informazioni dei pazienti in tempo reale e di archiviare i documenti più facilmente, nel pieno rispetto dei requisiti generali di protezione dei dati e della privacy, utilizzando anche tecnologie cloud. Al contrario, le cartelle cliniche analogiche sono solitamente conservate in ambienti "fisici" come archivi o magazzini, ai quali tutti possono accedere. I documenti digitali contengono dati sensibili, pertanto è importante che le cartelle cliniche digitalizzate possano essere esaminate solo dagli operatori, in base a un flusso di lavoro approvato, precedentemente stabilito. Ci possono essere molti tentativi di hackerare le informazioni digitali (violazione dei dati), quindi è necessario proteggerle con procedure certificate, partendo dalle software house e arrivando alla persona autorizzata a trattarle.

Un esempio di soluzione tecnologica salvavita è la geolocalizzazione, che può essere utilizzata per localizzare rapidamente una situazione di emergenza che richiede l'intervento dei soccorritori. Alcuni interventi di emergenza non sarebbero possibili senza la disponibilità di sistemi di tracciamento satellitare e dell'app basata su mappa in esecuzione sugli smartphone. Altre tecnologie eHealth che potrebbero essere utili a tutti e rivelarsi salvavita sono le capacità di assistenza d'emergenza utilizzando l'applicazione degli smartphone, come SOS Emergency®(Apple iOS®) e ELS®(Android®).

La digitalizzazione della professione medica, in tutti i settori, avanza inesorabilmente e offre vantaggi che combinano flussi di lavoro analogici con nuove tecnologie. Le tecnologie digitali possono supportare i clinici nel prendere decisioni diagnostiche accurate, così come supportare i pazienti nel prendere un consenso più informato riguardo al proprio trattamento. Inoltre, nuove opzioni per facilitare la prevenzione o la diagnosi precoce di malattie potenzialmente letali e la gestione di condizioni croniche al di fuori dei tradizionali contesti di cura possono essere fornite utilizzando un approccio innovativo alla salute digitale. Nel campo dentale, ci sono diverse specialità che hanno subito cambiamenti evidenti in tutti i passaggi dei protocolli e dei materiali, inclusi ma non limitati a ortodonzia, implantologia, protesi e tutte le procedure di laboratorio dentale. Questo consente una pianificazione precisa guidata da protesi/funzionale, una corretta pre-valutazione estetica/funzionale della terapia proposta, esecuzione assistita da computer del trattamento, così come un continuo follow-up dei pazienti. La principale rivoluzione è stata la tecnologia Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD-CAM), inizialmente proposta per aumentare le prestazioni delle restaurazioni, ridurre i costi e i tempi di fabbricazione, e migliorare la soddisfazione estetica/del paziente. Le tecnologie CAD-CAM rendono sia il progetto che l'esecuzione più veloci, consistendo in un design tridimensionale (pianificazione/progetto) del trattamento virtuale attraverso l'uso di un computer, che poi risulta nella produzione assistita da computer dello stesso tramite l'uso di macchine di fresatura o stampa. Questa tecnologia offre diversi vantaggi, come l'accuratezza di una pianificazione/progetto basata su computer, la rapidità dell'impronta digitale, la qualità dei prodotti realizzati digitalmente e la sua riproducibilità in qualsiasi momento. Un altro vantaggio molto importante è una pre-visualizzazione tridimensionale (simulazione) che consente di mostrare l'esecuzione dell'oggetto finale/su schermo, in modo che il clinico possa valutarlo da ogni punto di vista, aumentando le capacità diagnostiche e l'accuratezza dei trattamenti. Tutto ciò consente anche una comunicazione rapida tra clinici, altri collaboratori e pazienti.

Alcune delle ultime innovazioni significative nella medicina digitale sono le impronte digitali, rilevate otticamente da scanner intraorali (IOS), l'introduzione della tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT) e la combinazione di entrambi, grazie alla quale la diagnosi e la pianificazione sono più rapide, prevedibili e sicure. Ci sono vari tipi di IOS e CBCT sul mercato che dipendono dalla tecnologia di acquisizione, dalla possibilità di elaborare i file e dal tipo di file generato.

Gli scanner intraorali utilizzano la scansione a luce strutturata, che consiste nel proiettare una griglia sulla superficie del dente, dove una serie di telecamere ad alta risoluzione legge la sua distorsione. La distorsione rilevata viene elaborata da un microprocessore che trasforma questi dati in un oggetto dimensionalmente perfetto, visibile direttamente nel software di acquisizione. Lo scanner intraorale è il completamento perfetto per tutte le produzioni CAD-CAM; il principale vantaggio è la possibilità di controllare immediatamente il livello di precisione dell'impronta con il paziente ancora sulla poltrona. Un altro grande vantaggio è la possibilità di analizzare le relazioni occlusali tra gli archi, in modo da definire se la distanza occlusale è adatta per la creazione di restauri CAD-CAM con materiali specifici. Ultimo ma non meno importante è la possibilità di inviare le impronte via email, evitando un inutile spreco di tempo per la consegna.

Alcune delle principali applicazioni nel campo dentale sono:

1. Guardie notturne;
2. Allineatori dentali;
3. Protesi dentali fisse;
4. Guida per la chirurgia dentale.

Il suo uso crescente è anche legato all'implantologia, in cui vengono utilizzati corpi di scansione invece di trasferimenti convenzionali. Gli impianti vengono poi riposizionati in questa posizione precisa grazie a software CAD che abbina la specifica forma geometrica del corpo di scansione, con la sua libreria dedicata, consentendo la progettazione di abutment, strutture e corone individuali. È stato dimostrato che il sistema è preciso e accurato, poiché non soffre di distorsioni dovute all'impressione tradizionale dei trasferimenti. Inoltre, la maggiore precisione nelle tecniche di impressione digitale ha consentito il suo utilizzo, in combinazione con i dati di Imaging Digitale e Comunicazioni in Medicina (DICOM) derivati da CBCT, per diagnosi ancora più accurate e pianificazione virtuale degli impianti, inclusa la produzione di guide chirurgiche. Per quest'ultime, attraverso software dedicati, il clinico può abbinare punti di riferimento comuni nei file in formato STereo Lithography (.Stl) derivati dall'acquisizione intraorale e i file DICOM dallo scan CBCT. Infine, la pianificazione virtuale degli impianti può essere effettuata secondo un setup protesico, e il template chirurgico può essere prodotto utilizzando una stampante 3D.

Nell'ortodonzia, l'introduzione di scanner intraorali e facciali, macchine per la stampa 3D e, prima di tutto, la radiologia digitale, incluso uno scan CBTC, hanno migliorato sia la diagnosi che l'esecuzione del trattamento ortodontico. I modelli digitali dello studio offrono un'alternativa valida ai modelli tradizionali in gesso. I loro vantaggi nella diagnosi ortodontica e nella pianificazione del trattamento includono il trasferimento più facile e veloce dei dati elettronici, la consultazione immediata e la riduzione dello spazio per lo stoccaggio. Le impronte digitali/modelli potrebbero essere analizzati mediante software di analisi ortodontica dedicato in grado di analizzare i denti, la forma dell'arco, la quantità di affollamento o di spaziatura, il tipo di malocclusione, ecc. Misurazioni di base e avanzate, comprese ma non limitate a overjet, overbite, dimensione dei denti, lunghezza dell'arco, distanze trasversali e discrepanza di Bolton, potrebbero essere misurate. Tutto ciò consente di simulare e pre-visualizzare il risultato del trattamento ortodontico. Inoltre, il modello digitale può essere infine stampato con tecnologia di prototipazione per scopi diagnostici o terapeutici. L'applicazione più comune delle stampanti 3D in ortodonzia è la produzione di allineatori. Altre applicazioni sono la fabbricazione di guide per il bendaggio indiretto dei brackets, la produzione di mantenitori e apparecchi per le apnee notturne.

L'estetica è un'altra applicazione che beneficia degli scanner intraorali e del flusso di lavoro digitale, composto da progettazione e simulazione del sorriso, prototipi e produzione di faccette. Questo è possibile grazie all'acquisizione di impronte digitali, una serie di foto del viso e del sorriso del paziente, e attraverso un software di progettazione del sorriso che consente di modellare l'intera apparenza dell'area del sorriso. In questo modo, i clinici hanno l'opportunità di discutere con il paziente e di decidere con lui/lei l'estetica della restaurazione prima dell'inizio del trattamento. Questo punto è cruciale per comprendere le aspettative del paziente.

Anche le protesi complete o parziali, sia su denti naturali che su impianti, possono essere realizzate attraverso un flusso di lavoro completamente digitale, che consente ai clinici e ai tecnici dentali di fabbricare la restaurazione in tutti i suoi aspetti, riducendo potenzialmente i tempi di produzione e, quindi, i tempi di attesa complessivi sia per i clinici che per i pazienti, e, non da ultimo, i costi.

Ogni trattamento inizia con l'acquisizione delle impronte dentali che possono essere rapidamente rilevate utilizzando uno scanner intraorale (o digitalizzando modelli in gesso convenzionali utilizzando scanner extraorali). I modelli digitali vengono elaborati con software CAD dedicati. Attraverso questo flusso di lavoro digitale, non è necessario consegnare fisicamente le impronte ai tecnici dentali, e questo consente anche di rendere il processo più sicuro dal punto di vista biologico. I tecnici dentali possono quindi lavorare in modo completamente digitale, oppure i modelli digitali possono essere inviati per la stampa. Una volta che il modello in resina è stato stampato con una macchina per la stampa 3D dedicata, è necessario completare l'indurimento del materiale attraverso un processo di post-indurimento che avviene esponendo l'oggetto stampato in 3D a un'unità di indurimento con luce UV per un tempo che varia a seconda delle dimensioni dell'oggetto.

Anche se si lavora in un flusso di lavoro completamente digitale, possono essere eseguiti trattamenti semplici e complessi. Come in clinica, l'estetica del paziente e i movimenti virtuali della mascella possono essere simulati prima del trattamento, consentendo sia ai clinici che ai tecnici dentali di valutare meglio il piano di trattamento proposto e di valutare in anticipo il costo e il tempo complessivi richiesti per il trattamento.

In conclusione, è vero che queste tecnologie dovranno essere ulteriormente migliorate e che dovranno essere presentate prove scientifiche solide prima di sostituire le procedure analogiche. Ci sono differenti aspetti che devono essere valutati, quindi, sia dai clinici che dai pazienti, e in questo modo potrebbero decidere come affrontare i trattamenti necessari e sentirsi più rilassati.

Riferimenti

1. Hasenfuß, G.; Vogelmeier, C.F. Medicina digitale. 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. Medicina Digitale: Un'introduzione alla misurazione. Digit. Biomark. 2019, 3, 31–71. [CrossRef] [PubMed]
3. Topol, E.J. Un decennio di innovazione nella medicina digitale. Sci. Transl. Med. 2019, 11. [CrossRef] [PubMed]
4. Adams, T.; Connor, M.; Whittaker, R. Proteggere la nostra infrastruttura di medicina digitale. NPJ Digit. Med. 2019, 2, 97. [CrossRef]
5. Fogel, A.L.; Kvedar, J.C. L'intelligenza artificiale alimenta la medicina digitale. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 5. [CrossRef]
6. Warraich, H.J.; Califf, R.M.; Krumholz, H.M. La trasformazione digitale della medicina può rivitalizzare la relazione paziente-clinico. NPJ Digit. Med. 2018, 1, 49. [CrossRef]
7. Steinhubl, S.R.; Topol, E.J. Medicina digitale, sulla strada per diventare semplicemente medicina. 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. Analisi della microtomografia computerizzata degli orifizi mesiobuccali e del forame apicale maggiore nei primi molari mascellari. 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. Accuratezza del posizionamento degli impianti assistito da computer utilizzando due diversi modelli chirurgici progettati con o senza maniche metalliche: uno studio controllato randomizzato. Dent. J. 2019, 7, 41. [CrossRef] [PubMed]
10. Tallarico, M.; Kim, Y.-J.; Cocchi, F.; Martinolli, M.; Meloni, S.M. Accuratezza dei modelli progettati con maniche recentemente sviluppate per l'inserimento di impianti dentali: uno studio clinico multicentrico prospettico. Clin. Implant Dent. Relat. Res. 2018, 11, 203–209. [CrossRef] [PubMed]
11. Giudice, G.; Lipari, F.; Lizio, A.; Cervino, G.; Cicciù, M. Tecnica di riattacco di frammenti dentali su un dente pluri-traumatizzato. 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. Confronto tra due sistemi di ritenzione protesica a basso profilo: Dati preliminari di uno studio in vitro. Prosthesis 2019, 1, 54–60. [CrossRef]
13. Fiorillo, L.; D’Amico, C.; Turkina, A.Y.; Nicita, F.; Amoroso, G.; Risitano, G. Metodi di gestione della paura e dell'ansia durante i trattamenti dentali: una revisione sistematica dei dati recenti. Minerva Stomatol. 2019, 68, 317–331. [CrossRef]
14. De Stefano, R. Fattori psicologici nella cura dei pazienti dentali: odontofobia. Medicina 2019, 55, 678. [CrossRef]
15. Fiorillo, L.; Laino, L.; De Stefano, R.; D’Amico, C.; Bocchieri, S.; Amoroso, G.; Isola, G.; Cervino, G. Gel sbiancanti dentali: punti di forza e debolezza di un metodo sempre più utilizzato. Gels 2019, 5, 35. [CrossRef]
16. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.V.; Spagnuolo, G.; Cicciu, M. Flusso di lavoro digitale restaurativo dentale: Digital Smile Design da estetica a funzione. Dent. J. 2019, 7, 30. [CrossRef]
17. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Arzukanyan, A.; Spagnuolo, G.; Campagna, P.; Cicciù, M. Applicazione di dispositivi di bioingegneria per la valutazione dello stress in odontoiatria: Gli ultimi 10 anni di analisi parametriche Fem dei risultati e delle tendenze attuali. Minerva Stomatol. 2020, 69, 55–62. [CrossRef]
18. Lavorgna, L.; Cervino, G.; Fiorillo, L.; Di Leo, G.; Troiano, G.; Ortensi, M.; Galantucci, L.; Cicciù, M. Affidabilità di un progetto protesico virtuale realizzato attraverso un'acquisizione fotografica 2d e 3d: uno studio sperimentale sull'accuratezza di diversi sistemi digitali. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 5139. [CrossRef] [PubMed]
19. 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. Sistemi di impressione digitale 3D confrontati con tecniche tradizionali in odontoiatria: una revisione sistematica dei dati recenti. Materials 2020, 13, 1982. [CrossRef] [PubMed]
20. Fiorillo, L. Uso del gel di clorexidina nel distretto orale: una revisione sistematica. Gels 2019, 5, 31. [CrossRef] [PubMed]
21. Cicciu, M.; Fiorillo, L.; Herford, A.S.; Crimi, S.; Bianchi, A.; D’Amico, C.; Laino, L.; Cervino, G. Superfici di titanio bioattive: interazioni di cellule eucariotiche e procariotiche di dispositivi nano applicati alla pratica dentale. Biomedicines 2019, 7, 12. [CrossRef]
22. Laino, L.; Cicciù, M.; Fiorillo, L.; Crimi, S.; Bianchi, A.; Amoroso, G.; Monte, I.P.; Herford, A.S.; Cervino, G. Rischio chirurgico nei pazienti con coagulopatie: linee guida per i pazienti emofilici per la chirurgia oro-maxillo-facciale. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 1386. [CrossRef]
23. Lo Giudice, G.; Lo Giudice, R.; Matarese, G.; Isola, G.; Cicciù, M.; Terranova, A.; Palaia, G.; Romeo, U. Valutazione dei sistemi di ingrandimento in odontoiatria restaurativa. Uno studio in vitro. Dent. Cadmos 2015, 83, 296–305. [CrossRef]
24. Cicciù, M.; Bramanti, E.; Cecchetti, F.; Scappaticci, L.; Guglielmino, E.; Risitano, G. Analisi FEM e di Von Mises di diverse forme di impianti dentali per la distribuzione del carico masticatorio. ORAL Implantol. 2014, 7, 1–10.
25. Cervino, G.; Fiorillo, L.; Spagnuolo, G.; Bramanti, E.; Laino, L.; Lauritano, F.; Cicciù, M. Interfaccia tra MTA e agenti di legame dentale: valutazione al microscopio elettronico a scansione. J. Int. Soc. Prev. Community Dent. 2017, 7, 64–68. [CrossRef]
26. Cicciù, M.; Risitano, G.; Lo Giudice, G.; Bramanti, E. Valutazione della salute parodontale e della prevalenza della carie in pazienti affetti da malattia di Parkinson. Parkinson’s Dis. 2012. [CrossRef]
27. Cicciù, M. Protesi: nuove opportunità tecnologiche e dispositivi biomedici innovativi. Prosthesis 2019, 1, 1–2. [CrossRef]
28. Hodson, R. Rivoluzione digitale. Nature 2018, 563, S131. [CrossRef] [PubMed]
29. Makin, S. Alla ricerca degli effetti della tecnologia digitale sul benessere. Nature 2018, 563, S138–S140. [CrossRef] [PubMed]
30. Meloni, S.M.; Lumbau, A.; Baldoni, E.; Pisano, M.; Spano, G.; Massarelli, O.; Tallarico, M. Switching della piattaforma rispetto a impianti singoli a piattaforma regolare: risultati a 5 anni dopo il carico da uno studio controllato randomizzato. Int. J. Oral Implantol. 2020, 13, 43–52.
31. Tallarico, M.; Scrascia, R.; Annucci, M.; Meloni, S.M.; Lumbau, A.I.; Koshovari, A.; Xhanari, E.; Martinolli, M. Errori nel posizionamento degli impianti a causa della mancanza di pianificazione: un rapporto di caso clinico di nuovi materiali e soluzioni protesiche. Materials 2020, 13, 1883. [CrossRef]
32. Meloni, S.M.; Spano, G.; Ceruso, F.M.; Gargari, M.; Lumbau, A.; Baldoni, E.; Massarelli, O.; Pisano, M.; Tallarico, M. Restauro implantare dell'arcata superiore su sei impianti con chirurgia guidata senza lembo e carico immediato: risultati a 5 anni di una serie di casi prospettici. ORAL Implantol. 2020, 12, 151–160. [CrossRef]