Definire e pianificare gli obiettivi di trattamento risulta di fondamentale importanza per il miglioramento estetico e funzionale in pazienti con severe deformità scheletrico-facciali.
È stato riportato come il successo di un trattamento chirurgico sia strettamente correlato ad una accurata programmazione pre-operatoria oltre che alla tecnica chirurgica adottata.
La “triade” rappresentata dalle tre componenti anatomiche (scheletrico, dentale, tessuti facciali), e la loro interrelazione morfologico-funzionale, gioca un ruolo chiave nella fase di pianificazione del trattamento ortodontico-chirurgico.
Negli ultimi decenni, l’introduzione di nuove tecnologie tridimensionali (3d) quali CBCT, surface scanning, fotografie 3d ha prodotto immagini tridimensionali specifiche delle tre componenti: scheletrico, dentale e tessuti molli facciali.
Ciò ha permesso di analizzare sia quantitativamente che qualitativamente le discrepanze nei diversi piani dello spazio, i cambiamenti avvenuti durante la terapia e la stabilità a lungo termine con tecniche di superimposizione tridimensionali.
Numerose evidenze scientifiche hanno mostrato come l’utilizzo del modello 3d abbia migliorato l’accuratezza dell’approccio diagnostico, della pianificazione chirurgica e del risultato chirurgico, raggiunto superando i limiti e gli errori del paradigma diagnostico tradizionale bidimensionale.
Il planning chirurgico virtuale (virtual surgical planning – VSP) è basato sulla integrazione delle tre componenti attraverso tecniche di fusione con algoritmi dedicati, delle immagini 3d, acquisite separatamente, ottenendo una testa virtuale totalmente rappresentata.
Dal modello composito 3d è possibile ricavare una analisi cefalometrica tridimensionale e trasferire i dati del VSP tramite software Cad-Cam per la produzione degli specifici splint chirurgici.
Il VSP può essere inoltre implementato da un set up ortodontico virtuale (virtual dental set up – VDSU) che consente di confermare la diagnosi iniziale, selezionare l’opzione di trattamento più idonea, utilizzare forme di arcate paziente-specifico, superimporre la nuova occlusione alla malocclusione originaria, evitando movimenti indesiderati e migliorando l’accuratezza dell’occlusione finale.
Quando paragonato al tradizionale set-up dentale in gesso risulta più accurato, veloce, ripetibile e archiviato a basso costo.
A partire dal VDSU è possibile, inoltre, produrre apparecchi ortodontici (fissi o allinears) costum-made.
L’apparecchiatura “costumizzata” consentirebbe un trattamento ortodontico più efficace e la riduzione dei tempi di trattamento.
Il set-up ortodontico virtuale trova la sua migliore applicazione nel protocollo “surgery first” dove la pianificazione dell’occlusione finale può guidare in maniera accurata i movimenti chirurgici prestabiliti.
Nonostante i numerosi vantaggi clinici del VDSU, alcuni aspetti come: tecniche per integrare corona e radice, quantificare i movimenti specifici simulati di corona e radice, aree di superimposizione e predizione delle modifiche dei tessuti parodontali correlati sono ancora in fase di completa validazione.
Inoltre, l’accuratezza della predizione dipende da alcune considerazioni di natura biomeccanica e biodinamica: sistemi e software adottati, tipo di movimento effettuato, range del movimento e dall’utilizzo di eventuali ausiliari utilizzati durante la terapia.
In aggiunta, caratteristiche paziente-specifico quali forma radicolare, densità e metabolismo dell’osso giocano un ruolo decisivo nella possibilità di replicare accuratamente la predizione del set up dentale virtuale.
La testa virtuale è basata su una tecnica di “fusione”: le immagini relative ai diversi tessuti (scheletrico, dentale e tessuti molli) sono acquisite in tempi diversi e quindi l’accuratezza è molto sensibile alla tecnica utilizzata.
I software utilizzati hanno costi elevati e richiedono un lungo periodo di apprendimento che rende il loro uso ancora limitato.
Attualmente non ci sono ancora evidenze che abbiano dimostrato come l’utilizzo di un modello 3d, in cefalometria 3d e nella pianificazione scheletrico-dentale ortodontica, sia superiore in termini di efficienza e risultato raggiunto rispetto al protocollo tradizionale 2d.
Nonostante gli attuali limiti, che saranno presto colmati da nuove ricerche e nuove tecnologie, questa metodologia apre le porte ad un nuovo paradigma nella predicibilità del planning orto-chirurgico e del risultato ottenibile migliorando l’efficacia del trattamento ortodontico.
3DLAB – Clinica Odontoiatrica – Università di Bologna
- Uechi J., Okayama M., Shibara T. et al. A novel method for 3-dimensional simulation of orthognathic surgery by using a multimodal image-fusion techniques. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2006; 130: 786-98
- Xia J., Gateno J., Teichgraeher J.F. New clinical protocol to evaluate cranio-maxillofacial deformity and to plan surgical correction. J Oral Maxillofac Surg 2009; 67(10): 2093-2106
- Plooij J.M. et al. Fusion process for planning and evaluating orthodontics and orthognathic surgery. A systematic review. Int.J.Oral Maxillofac. Surg 2011
- Flavio Uribe, Nandakumar Janakiraman, David Shafer, Ravindra Nandad. Three-dimensional cone-beam computed tomography-based virtual treatment planning and fabrication of a surgical splint for asymmetric patients: surgery first approach. Am J
- Orthod Dentofacial Orthop 2013;144:748-58 48-58) Nandakumar Janakiraman et al. Integretion of 3-dimensional surgical and orthodontic technologies with orthognathic “surgery-first” approach in the management of unilateral condylar hyperplasia. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2015; 148: 1054-662015;148:1054-66):1054-66)
- J.L. Ackerman, W R Proffit, D.M. Sarver et al. Pitch, roll and yaw: describing the spatial orientation of dentofacial traits. AJO-DO march 2007
- Bell RB. Computer planning and intraoperative navigation in orthognathic surgery. J Oral Maxillofac Surg 2011; 140: 734-44
- Mozzo P, Procacci C, Tacconi A, Martini PT, Andreis IA. A new volumetric CT machine for dental imaging based on the cone-beam technique: preliminary results. Eur Radiol 1998; 8(9):1558–64.
- Swennen GR et al. Three-dimensional cephalometry: spiral multi-slide vs cone-bean computed tomography. AJO-DO 2006; 130: 410-6
- Gribel BF, Gribel MN, Frazao DG, McNamara JA Jr, Manzi FR. Accuracy and reliability of craniometric measurements on lateral cefalometry and 3D measurements on CBCT scans. Angle Orthod. 2011 Jan;81(1):26-35
- S D Kapila, JM Nervina. CBCT in orthodontics: assessment of treatment outcomes and indication for its use. Dentomaxillofacial Radiol 2015 44,20140282
- Shendel S.A.,Lane C. 3d Orthognathic Surgery Simulating using Image Fusion. Semin Orthod 2009; 15: 48-56
- Grauer D., Cevidanes L.S.H. Proffit W.R. Working with DICOM craniofacial images. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009; 136: 460-70
- Gelesko S. et al. Computer-Aided Orthognathic Surgery. Atlas of oral Maxillofacial Surg. Clin N Am 2012 (20) 107-118
- Hsu SS et al. Accuracy of a computer-aided surgical simulation protocol for orthognathic surgery: a prospective multicenter study. J Oral Maxillofac Surg 2013; 71: 128-42
- Kihara T et al. Construction of orthodontic setup models on a computer. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2012;141:806-13
- V.Hernandez-Soler et al. The Virtual Patient Specific-Model and the virtual Dental Model. Semin Orthod 2011; 17: 46-48
- G.Rossini et al. Accuracy and measurements sensitivity of digital models for orthodontic purposes: a systematic review. AJO-DO 2016; 149:161-70
- Fleming PS et al. Orthodontic measurements on digital study models compared with plaster models: a systematic review. Orthod Craniofac Res 2011; 14: 1-16
- L.T.Camardella et al. Virtual set up: application in orthodontic practice. J Orofac Orthop sept 2016
- M.S. Barreto et al. Reability of digital orthodontic set ups. Angle Ortho 2016; 86:255-259
- S.Talaat et al. Reability of linear and angular dental measurements with OrthoMechanics Sequential Analizer. AJO-DO 2015; 147:264-9
- M.A. Peiro-Guljarro et al. Surgery first in orthognathic surgery: a systemac review of the literature. AJO-DO 2016; 149 : 448-62
- Hernandez-Alfaro F. et al. Surgery First in Orthognathic Surgery; What have we learned? A comprehensive workflow based on 45 consecutive cases. J Oral Maxillofac Surg 7: 376-390 2014
- Liou E.J.W. et al. Surgery-First accelerated orthognathic surgery:postoperative rapid orthodontic tooth movements. J Oral Maxillofac Surg 69: 781-785, 2011
- Saridin CP et al. Bone scintigraphy as a diagnostic method in unilateral condylar hyperplasia. Oral Surg. Oral Med Pathol Oral Radio Endod 2007;104:259-63
- Saridin CP et al. Bone scintigraphy as a diagnostic method in unilateral hyperactivity of the mandibular condyles: a review and meta-analysis of the literature. J Oral Maxillofac Surg 2011; 40: 11-7
- Dan Grauer and William R. Proffit. Accuracy in tooth positioning with a fully customized orthodontic appliance. AJO-DO 2011; 140:433
- B.E.Larson et al. Effectiveness of computer-assisted orthodontic treatment technology to achieve predicted outcomes. Angle Ortho 2013; 83: 557-562
- Laurens N. J.et al. Interexaminer and intraexaminer reliabilities of 3-dimensional orthodontic digital set up. AJO-DO 2014;146:806-11
- Pittayapat P., Limchaichana-Bolstad L., Willems G., Jacobs R. Three-dimensional cephalometric analysis in orthodontics: a systematic review. Orthod Craniofac Res 2013. © 2013
- Kuijpers-Jagtman A.M.et al. The use of cone-bean computed tomography for orthdontic purposes. Semin Orthod 2013 ; 19: 196-203
