¿Qué precisión tiene una cirugía de implantes guiada? ¿Cuánto ha cambiado esa precisión con los años? Después de tantas guías quirúrgicas, ¿sabe usted qué precisión tendrá la próxima? Estas preguntas llevan más de una década incomodando al sector, y la respuesta honesta es que la mayoría de los preguntados no puede dar una cifra que esté dispuesta a defender.
Desde que la implantología digital apareció en los años noventa, todo a su alrededor ha mejorado. Una CPU de escritorio pasó de un núcleo a 100 MHz a doce núcleos a 3 GHz; la memoria, de 64 MB a prácticamente ilimitada. La imagen pasó del TC médico al CBCT, la dosis de rayos X de unas 7000 unidades a 70, el grosor de corte de 0,75 mm a 0,1 mm. Esos avances son los que metieron la implantología digital en las clínicas corrientes.
La precisión no recibió la misma atención sistemática, y la pregunta esconde otra que rara vez se separa de ella: la precisión de la guía quirúrgica y la precisión de la cirugía realizada con ella son dos cosas distintas.
Los estudios publicados suelen seguir el mismo guion: tomar unos cuantos casos, fabricar algunas guías, fresar sobre modelos, medir, publicar. Los rangos difieren mucho, aunque es típico alrededor de 1 mm de error lineal y de 5 a 6 grados de error angular. Casi todo ese trabajo comparte un conjunto de problemas metodológicos. Los investigadores suelen emplear software experimental en lugar de los sistemas que realmente producen guías, de modo que los resultados dicen poco sobre las guías de la práctica diaria; y el instrumental, las camisas y las impresoras utilizadas quedan lejos de los de uso clínico. Qué parte del error es sistemática, cuál aleatoria, cuál procede del operador y cuál del diseño del experimento apenas se examina. Y el trabajo se hace, por lo general, sin gran conocimiento del software: los factores internos de los algoritmos que gobiernan la precisión no son algo que un estudio pueda controlar si no sabe cuáles son.
Hay además un dicho persistente que conviene nombrar. A menudo se dice al usuario que, después de que un sistema registre un escaneo óptico sobre un CBCT, debe afinar el resultado a mano. Inténtelo y el problema salta a la vista: ajustar una posición tridimensional a través de vistas bidimensionales es casi imposible. Un registro que necesita retoques manuales dice algo sobre el registro, no sobre el usuario.
GuideMia Implant Master cuenta con autorización FDA 510(k) desde 2012 (K121466) y se usa en más de una docena de países. Lo que sigue es lo que el software de implantes dentales, el kit quirúrgico y el proceso que los rodea hacen realmente para controlar la precisión — escrito desde dentro, por quienes escribieron los algoritmos.
De qué se compone la precisión de una guía quirúrgica
En la palabra «precisión» caben cuatro cosas distintas, y conviene mantenerlas separadas:
- Precisión de forma, o ajuste — si la guía asienta a ras sobre el modelo o en la boca del paciente.
- Precisión de posición — si la guía, una vez asentada, reproduce la posición que tenía en el plan.
- El efecto de la guía sobre el fresado — con qué fidelidad la osteotomía sigue el eje y la profundidad planificados.
- Estabilidad durante la cirugía — si la guía permanece donde se colocó mientras giran las fresas.
El procesado del CBCT en el software de implantes dentales
En un caso parcialmente edéntulo diseñado a partir de escaneos ópticos, la calidad del procesado del CBCT decide la precisión de posición de la guía. En un caso totalmente edéntulo, o en una guía óseosoportada, decide tanto la forma como la posición.
Cuando el software de planificación estaba limitado por el hardware, el truco habitual era submuestrear el volumen. Un conjunto de 512 × 512 × 512 contiene 125 millones de vóxeles y más de 250 MB, y entre la carga y la visualización esos datos pueden copiarse tres o cuatro veces, de modo que un gigabyte desaparece antes de que empiece cualquier procesado de imagen. Reducir cada eje a la mitad, a 256 × 256 × 256, deja una octava parte de los datos — y el hardware gráfico puede luego interpolar a los supervivientes hasta obtener una representación de aspecto suave, que oculta lo que se tiró. Siete octavas partes del escaneo del paciente han desaparecido. Tratar los datos de entrada con respeto es el primer principio de cualquier sistema serio, y con el hardware actual ya no hay argumento para el atajo.
El segundo requisito es la reconstrucción del hueso de baja densidad. Un simple umbral nunca es el final: la estructura porosa que queda en la superficie ósea ha de procesarse como es debido antes de que el modelo sirva. GuideMia Implant Master lo hace con lo que llama pelado virtual de tejido blando, y el modelo resultante es lo que hace posibles la impresión 3D y el diseño de guías óseas. Hacerlo dentro del software de implantes dentales importa tanto como hacerlo: así, el modelo óseo que llega al paso de diseño de la guía es el que el planificador inspeccionó, con la resolución que el escaneo permite, y no una versión que ha salido a una herramienta de modelado genérica y ha vuelto resuavizada según el criterio de otro.
Procesado de imagen de un caso maxilar: relleno y suavizado del hueso reconstruido.
Donde el modelo óseo es bueno, la guía puede construirse contra la superficie del hueso en lugar de flotar sobre ella. Eso es lo que hace practicable una guía combinada de reducción ósea e implantes.
Una guía de reducción ósea y la guía de implantes que la sigue. Cortesía del Dr. Raymond Chow, Hong Kong Dental Implant Center.
El registro de los escaneos
Casi todo el mundo imagina el registro como elegir tres o más puntos en cada conjunto de datos y dejar que un algoritmo de punto más cercano iterativo los junte. Esa imagen es exactamente la razón de que la precisión del registro sea a menudo pobre — y de que el asunto se haya vuelto más complicado de lo que es, con el consejo añadido de ajustar el resultado a mano.
La debilidad está en la premisa. El CBCT no es lo bastante preciso para señalar puntos, y un operador no puede elegir de forma fiable puntos correspondientes en dos conjuntos de datos de naturaleza distinta. Abajo, los puntos seleccionados en las dos ventanas visiblemente no son los mismos.
El mismo punto de referencia, elegido dos veces, y no en el mismo sitio.
GuideMia Implant Master registra regiones, no puntos. A partir del punto que el usuario indica, el software de implantes dentales selecciona un entorno cuyas características locales del CBCT se prestan al emparejamiento, y un algoritmo de emparejamiento por regiones hace el resto. Es rápido, tolera una selección imprecisa y, en la gran mayoría de los casos, acierta al primer intento.
Registro construido a partir de varios parches de superficie emparejados, en vez de puntos sueltos.
En el desarrollo de software existe la tentación general de automatizar un paso más allá del punto en que la automatización ayuda. El registro atrae esa tentación. Pero el CBCT tiene menos resolución que un escaneo óptico y arrastra dispersión, y un emparejamiento totalmente automático sobre una región amplia tiene muchas maneras de salir mal. El caso de abajo — un paciente con dientes móviles — es el argumento para elegir las regiones deliberadamente: los dientes que se movieron entre los dos escaneos no deben ser aquellos en los que el registro confía.
Con dientes móviles, qué regiones se emparejan es una decisión clínica, no un detalle.
En casos totalmente edéntulos, y en parcialmente edéntulos con mucha dispersión, GuideMia Implant Master registra automáticamente el CBCT del paciente con la férula radiológica: encuentra los marcadores radiopacos, los extrae y los empareja, y lo hace incluso con el escaneo lleno de artefactos. La orientación en la que esté el escaneo no importa.
Una alternativa común es registrar a mano un escaneo óptico de la férula radiológica con el CBCT: puntos sobre la superficie STL, marcadores correspondientes en el volumen. Es una operación incómoda. Los puntos de un STL están sobre superficies con orientación clara, mientras que los marcadores del CBCT apenas tienen ninguna, así que hacer corresponder un punto de una esfera con un punto de una malla es adivinar, y no hay buena forma de automatizarlo.
Conviene añadir que a veces se emplea un protocolo de triple escaneo para sortear los errores del procesado del CBCT: registrar el CBCT de la férula radiológica con el CBCT del paciente y, después, un escaneo óptico de la férula con su propio CBCT. Eso sí mejora la precisión de forma de la guía terminada, y su estabilidad. El error de posición, en cambio, sigue montado sobre el procesado del CBCT, y ninguna cantidad de escaneo óptico lo elimina.
El detalle geométrico, y qué quitar
Los algoritmos de diseño de guías suelen tener dos pasos: copiar la geometría del modelo y quitar las retenciones. Falta un tercero más veces de las que no: tratar la geometría fina del escaneo óptico.
Los modelos llevan burbujas pequeñas y restos de escayola, y los dientes llevan mucho detalle fino auténtico. Si todo eso se reproduce fielmente en la guía, la guía no asienta: cada artefacto se convierte en una interferencia. El software de implantes dentales tiene que decidir qué es anatomía y qué es ruido, y sacar el ruido.
Pequeño detalle de superficie retirado de la cara de asiento de la guía, para que la guía pueda asentar.
Retenciones, análisis de ajuste y eje de inserción
Las guías de arcada completa hacen especial el tratamiento de las retenciones: un solo punto mal resuelto en cualquier lugar de la arcada puede impedir que la guía asiente. Algunos modos de eliminar retenciones lo consiguen a costa de la precisión de la cara de asiento: la guía entra, pero ya no es la forma que se diseñó.
Retenciones eliminadas a costa de la misma superficie que la guía debía reproducir.
GuideMia Implant Master elimina las retenciones y conserva la superficie diseñada.
La misma operación con la cara de asiento preservada.
Eliminar retenciones exige un eje de inserción, y el algoritmo trabaja en torno a esa dirección. En el análisis de ajuste de abajo, las áreas verdes son la holgura que queda tras retirar las retenciones.
Análisis de ajuste: holgura entre la guía y la anatomía del paciente, en milímetros. Esta visualización es tecnología GuideMia patentada.
Esa holgura es también donde la cirugía puede torcerse. Asiente la guía por su eje de inserción y el ajuste es el diseñado. Presiónela en cambio desde vestibular y se inclina — y la inclinación se multiplica a lo largo de la osteotomía.
Asentar la guía del modo en que fue diseñada para asentarse.
Presión desde vestibular. La guía se inclina y la fresa la sigue.
El eje de inserción es una decisión de diseño, no una propiedad fija del caso. Redefínalo en el software de implantes dentales y saldrá otra guía: una cuyas superficies vestibular y lingual apoyen ambas contra el tejido del paciente.
El mismo caso con otro eje de inserción: contacto por ambos lados.
El tratamiento de las retenciones actúa por tanto directamente sobre la precisión y la estabilidad de una guía quirúrgica, y es el paso que más a menudo queda sin examinar.
Comprobar que la guía está realmente asentada
En la práctica habitual, cuando se coloca una guía el cirujano comprueba que ambos extremos han bajado y que no queda ni floja ni apretada. Si la guía está exactamente donde estaba en el plan — misma cobertura, misma dirección — es algo que nadie puede ver.
GuideMia Implant Master tiene una respuesta poco conocida para esto. Una vez diseñada la guía, el sistema puede generar una pieza aparte cuya única función es verificar el asiento: con la guía colocada, la relación entre la guía y esa pieza le dice al cirujano si la guía está donde debería.
Una pieza generada junto a la guía, solo para confirmar que la guía asienta según lo planificado.
El kit quirúrgico
Un kit guiado que navega a través de una cuchara o mango apoyado contra la guía introduce holgura en cada interfaz, y esas holguras se suman a lo largo de la fresa. Tome un kit con camisa de 3,5 mm de alto, suponga 0,1 mm de holgura entre cuchara y camisa y otros 0,1 mm entre fresa y cuchara, y para un implante de 11,5 mm la desviación apical puede superar 1 mm — solo por tolerancias, antes de que intervenga la mano de nadie.
El GuideMia Universal Kit está construido al revés: la fresa lleva su propio cilindro de guiado y corre directamente en la camisa, eliminando la cuchara en la mayoría de las situaciones. Menos interfaces significan menos juego acumulado, y las fresas se desgastan menos porque nada roza donde no debe. Varios otros detalles del kit existen por la misma razón.
Guiado por el propio cilindro de la fresa, corriendo directamente en la camisa de la guía.
Comparar el plan con el resultado
Colocar implantes es una destreza que mejora con la realimentación. Si un cirujano no puede saber de dónde vino una desviación, ni cómo evitarla la próxima vez, se pierde buena parte del valor de trabajar en digital. Comparar el escaneo postoperatorio con el plan es lo que cierra ese ciclo: muestra si la guía asentó imperfectamente, si el implante derivó mesial o distalmente, si se inclinó a vestibular, si la guía fue estable.
Plan y resultado sobre la misma anatomía. Cortesía del Dr. Feng Liu, Pekín.
Esa realimentación ha cambiado la práctica. Revisar así los casos de arcada completa mostró guías que se inclinaban a lingual con frecuencia suficiente como para importar, y de ahí salió un conjunto de pautas para los pines de anclaje: la conocida disposición de tres pines izquierda–centro–derecha ya no se recomienda por defecto, y los pines no deberían quedar aproximadamente en un plano ni apuntar aproximadamente en una dirección.
El sistema de calidad, y la impresora
A nadie le gusta el papeleo de la gestión de calidad, pero trabajar con laboratorios de varios países nos enseñó dónde rinde: procedimientos de diseño estandarizados, gestión de datos estandarizada y control estricto de los equipos de fabricación.
Un PNT de un sistema de calidad de producción. Cortesía de Francesco Pastore, PTM Solutions, Italia.
El mercado de impresoras 3D merece un aviso específico. Compradores y fabricantes no manejan la misma información, y a la mayoría de los usuarios nunca les han explicado qué hacen a una pieza el grosor de capa, la resolución XY, el detalle mínimo o el postprocesado. Se imprimen guías en máquinas FDM. Se venden impresoras con 0,1–0,2 mm de error para trabajo de alineadores, donde 0,2 mm es el tamaño del movimiento dental planificado para una etapa entera. GuideMia ayuda a sus clientes a establecer PNT de diseño y fabricación, mantiene uno en sus propias instalaciones y aplica criterios explícitos al elegir impresoras y escáneres.
Simular el error
La precisión de la colocación de un implante depende de varias entradas a la vez: precisión del CBCT, del escáner, del registro, de la impresora, y con qué exactitud asienta la guía. Cada una tiene un rango conocido o estimable.
Así que, una vez terminado el plan, la pregunta justa es: dados esos rangos, ¿dónde puede acabar realmente este implante? GuideMia Implant Master la responde con un módulo patentado de simulación de error, que muestra las posiciones que el implante puede ocupar cuando los errores se combinan de forma desfavorable. Eso convierte el margen de seguridad en algo visible, de modo que el planificador puede alejarse de una estructura crítica antes de la cirugía en lugar de descubrir después que el margen era escaso.
Un implante, su zona de seguridad y varias posiciones que podría ocupar bajo error combinado.
Cierre
Durante más de una década GuideMia ha trabajado en la precisión de la planificación del tratamiento, el diseño de guías quirúrgicas y el uso clínico de las guías, y ha incorporado las funciones correspondientes al software de implantes dentales con el que desde entonces se han planificado decenas de miles de casos.
Queda una pregunta abierta en este campo, y es la cara: una vez fabricada una guía quirúrgica, ¿podemos saber con qué exactitud asentará en la boca del paciente y cuánta desviación causará eso? Hoy, nadie puede. Todo lo anterior estrecha el error; nada de ello mide la pieza terminada. Esa medición es lo siguiente que merece la pena construir.
Escrito por Frank Gao, GuideMia Technologies, LLC. Publicado por primera vez en 2018 y editado para la web; la tecnología que describe se entrega en GuideMia Implant Master, con autorización FDA 510(k) bajo K121466 y desarrollado bajo un sistema de calidad certificado ISO 13485.