Le digital workflow
en chirurgie implantaire

Introduction

Depuis le début des années 2000 et l'avènement de la chirurgie guidée, cette procédure s'est progressivement imposée comme une aide particulièrement efficace dans le traitement de certaines situations cliniques par prothèse implantoportée.

Le premier avantage d'un recours à ce type de procédure a tout d'abord été de faire évoluer le planning implantaire réalisé par les praticiens, en les faisant passer d'un environnement bidimensionnel classique, imposé par l'étude de clichés radiographiques imprimés, à un environnement tridimensionnel virtuel permettant une étude en volume de la solution implantaire envisagée. Jacobs et coll.¹ ont rapporté dès 1999 :

• une meilleure concordance entre les différents sites implantaires retenus lors de la planification et les sites finalement implantés ;
• une meilleure prédictibilité quant au choix de la taille et des diamètres implantaires ;
• une meilleure prévisibilité des complications anatomiques.

En plus d'améliorer la prise en charge des patients en augmentant la fiabilité de l'étude implantaire, l'implantologie assistée par ordinateur a également permis de faire évoluer les protocoles chirurgicaux dans certaines situations cliniques.

Tout d'abord uniquement disponible avec des guides à appui osseux, cette solution s'est ensuite déclinée avec l'apparition de guides chirurgicaux à appui dentaire, muqueux et mixte. Les protocoles de traitement de nombreuses situations cliniques ont été véritablement bouleversés par cette nouvelle option thérapeutique.

• Le traitement de l'édentement total² est probablement une des indications qui a le plus bénéficié des apports de cette nouvelle technologie : le transfert du planning chirurgical tient maintenant pleinement compte du projet prothétique défini en amont ;
• la préparation de la prothèse provisoire est désormais possible avant même la réalisation de la phase chirurgicale ;
• la morbidité du geste chirurgical est réduite au minimum dans les solutions sans greffe où le recours à des implants angulés, ou de faible longueur, permet d'éviter certains éléments anatomiques en raison du caractère moins invasif de ces procédures.

Néanmoins, dans ces situations où le guide chirurgical est réalisé à partir de la double acquisition tomographique d'un guide radiographique, il est important de conserver à l'esprit que la précision de ce type de procédure n'est pas absolue³ : l'emploi d'une procédure à appui osseux, la multiplication des guides chirurgicaux pour une même situation, ainsi que la diminution des systèmes d'ancrage semblent être autant d'éléments défavorables quant à la précision finale de la procédure ;

• la qualité finale du guide chirurgical en termes de sustentation est directement dépendante de la qualité de l'intrados prothétique, ce qui devrait faire réserver ce protocole à des situations où la restauration utilisée pour définir le projet initial répond à une évaluation selon des critères qualitatifs stricts ;
• le bon positionnement de ce guide chirurgical ne peut être obtenu que par l'indexation et la conservation d'un rapport intermaxillaire stable et réitératif qui est le seul garant de la précision globale du transfert du planning chirurgical ;
• l'utilisation d'un objet de calibration permettant d'étalonner le dispositif radiographique ayant servi à réaliser l'acquisition est un élément incontournable pour éviter la perte de données engendrée par le recours à la tomographie.

Ainsi, différentes revues de littérature^4,5,6,7,8 ont souligné une précision moyenne de ces procédures d'environ 1,09 mm au niveau du point d'impact, 1,28 mm au niveau de l'apex implantaire et une déviation angulaire moyenne de 3,9°. Ces valeurs, même si elles sont largement inférieures à celles d'une procédure conventionnelle réalisée à main levée à l'aide d'un guide chirurgical conventionnel, ne doivent pas faire oublier que des déviations de plus de 7 mm ont été reportées dans la littérature, et que la chirurgie guidée seule ne peut garantir la fiabilité du transfert du planning chirurgical.

La précision de cette procédure reste donc fortement dépendante des imprécisions commises tout au long de sa chaîne technologique, ainsi que des compétences et de l'expérience de l'équipe soignante.

Devant le succès rencontré par l'application des procédures de chirurgie guidée à l'édentement total, des protocoles ont été développés afin de traiter des situations de moindre étendue⁹. Les guides chirurgicaux issus de ce même procédé de double acquisition (tout comme ceux issus d'une simple acquisition à l'aide d'un guide radiographique entièrement radio-opaque) se sont révélés d'une moindre précision quant à leur adaptation par rapport aux dents restantes sur l'arcade, ainsi que dans leur gestion de la dualité tissulaire des surfaces d'appui rencontrées.

L'utilisation de ce type de guide impose la vérification systématique de leur ajustage en bouche ainsi que la réalisation fréquente de retouches pour permettre leur mise en place correcte¹⁰.

Dès lors, une imprécision supplémentaire s'ajoute à la chaîne technologique, déjà décrite précédemment, rendant ces guides utiles pour repérer de façon précise l'émergence implantaire, mais incompatibles avec la réalisation d'une procédure intégralement guidée dans des situations où le volume osseux présente certaines limites.

Il existe pourtant de nombreuses situations cliniques où la précision d'une procédure intégralement guidée améliorerait grandement le pronostic du résultat final :

• gestion de volumes osseux réduits comme dans les zones périsinusiennes ;
• existence d'un gradient important de densité compromettant la mise en place précise de l'implant aux dépens de la zone de plus faible densité (défaut osseux nécessitant d'être régénéré, procédure d'extraction-implantation…) ;
• procédure d'extraction-implantation où une exploitation optimisée du volume osseux péri-alvéolaire est indispensable ;
• zone esthétique où un positionnement tridimensionnel parfait de l'implant est un prérequis incontournable à l'obtention d'un résultat (Fig. 1 et 2).

Integrated Treatment Workflow

La solution Integrated Treatment Workflow semble parer à cette défaillance des solutions de chirurgie guidée existant jusque-là pour les situations d'édentement unitaire et partiel. Cette solution repose sur l'intégration de différentes données numériques aux données radiographiques du patient pour permettre la fabrication d'un guide chirurgical précis. Un des avantages de ce protocole est sa flexibilité puisque les données susceptibles d'être intégrées peuvent être obtenues de différentes façons : en clinique à partir de la prise d'une empreinte optique ou d'une empreinte conventionnelle. De même, le projet prothétique peut avoir été conçu intégralement de façon virtuelle ou bien résulter de la numérisation d'un wax-up conventionnel. Il en résulte un flux de traitement qui peut être partiellement ou intégralement numérique de façon à s'adapter aux habitudes de l'équipe soignante tout en les optimisant.

Ce protocole de traitement associe la précision d'une empreinte optique ou de la numérisation d'un modèle de travail par le scanner Procera 2G, pour l'acquisition des données prothétiques, l'algorithme Smart Fusion, pour réaliser l'intégration des données radiographiques du patient et la fiabilité déjà démontrée du transfert d'un planning chirurgical réalisé dans le logiciel NobelClinician à l'aide du protocole NobelGuide.

Alors qu'un protocole de chirurgie guidée conventionnel nécessite la prise d'une empreinte, la fabrication d'un guide radiographique au laboratoire, l'acquisition radiographique ainsi que la procédure de réalisation du guide chirurgical, le protocole Integrated Treatment Workflow s'appuie sur le traitement numérique d'une seule empreinte du patient et sur l'application d'un algorithme d'intégration permettant ainsi de diminuer l'accumulation des erreurs tout au long de la chaîne technologique en raison de sa simplification. Un autre avantage de ce flux de traitement est de se dispenser de l'acquisition tomodensitométrique avec un guide radiographique ; n'importe quel cliché 3D du patient peut servir à l'intégration diminuant bien souvent l'irradiation de ce dernier si cet examen avait été réalisé en amont de la consultation implantaire.

Obtention du modèle de travail virtuel

L'acquisition tridimensionnelle fiable et précise des structures dentaires et des zones d'appui concernées par un processus intégralement digital est un prérequis au bon déroulement de la procédure et supprime l'intégralité des aléas technologiques induits par l'emploi des techniques analogiques d'élaboration des guides radiographiques conventionnels.

Numérisation d'un modèle de travail et d'un montage directeur (Fig. 4 à 7)

Ce flux de traitements implique la prise d'une empreinte conventionnelle de la situation clinique et son traitement au laboratoire. Un montage directeur (wax-up) est réalisé. En cas d'implication esthétique, ce montage directeur peut tout d'abord être essayé en bouche sous la forme d'un masque (mock-up) afin de valider la planification et le projet esthétique. Modèle de travail et montage directeur vont alors être numérisés au laboratoire à l'aide d'un scanner de table.

La supériorité des scanners de table (ici le scanner Procera 2G utilisant le procédé d'holographie conoscopique) en termes de reproductibilité et de précision des mesures effectuées est liée à la colinéarité du rayon émis et du rayon réfléchi, ainsi qu'à la multiplication des incidences effectuées. Cette dernière permet de garantir l'obtention d'un modèle de travail virtuel fiable. Ce processus de colinéarité confère à l'holographie conoscopique une supériorité vis-à-vis des autres systèmes d'empreinte optique, notamment ceux utilisant la triangulation¹¹.

La déviation de mesures reportée pour ce type de scanner est de 4 μm uniquement, ce qui permet, par exemple, d'obtenir une précision d'adaptation lors de la réalisation d'armatures implantoportées de 14 μm, mesures à comparer au 236 μm obtenus par technique analogique^12-13.

À l'issue de cette procédure de numérisation, le modèle de travail et le projet prothétique numérisés sont intégrés aux données radiographiques du patient grâce à l'application de l'algorithme Smart Fusion. Il est aujourd'hui clairement établi que ce procédé d'intégration d'abord employé en chirurgie maxillofaciale donne d'excellents résultats sur le plan dimensionnel¹⁴. Combiné à la précision d'acquisition des scanners de laboratoire et à la fiabilité des appuis dentaires, ce protocole de chirurgie guidée représente le procédé le plus fiable et le moins opérateur dépendant en termes de précision de transfert du planning chirurgical.

Flux de traitement intégralement numérique (Fig. 8 à 22, Fig. 23 à 38)

Ce flux de traitement permet un traitement intégralement digital du patient. Elle débute par la réalisation d'une empreinte optique du patient.

Contrairement au procédé de numérisation par un scanner de laboratoire dont la haute précision n'est plus à démontrer, il est important de considérer que la précision globale du procédé de numérisation se définit par deux paramètres : la capacité à reproduire de façon fidèle la source mesurée (« trueness ») et la capacité à reproduire le même résultat pour différentes acquisitions successives de la même source^15,16. Toutes les caméras ne sont évidemment pas équivalentes pour ces deux mesures. Il est également important que la précision globale de l'acquisition soit dépendante de la taille de la source ; une arcade partielle générant une empreinte de meilleure qualité qu'une arcade complète.

Une récente étude de Imburgia donne les valeurs suivantes issues de la caméra employée dans le cadre de ce rapport de cas (Trios 3, 3Shape) : « trueness » respective de 50,2 μm et de 67,2 μm pour l'acquisition d'une arcade partielle ou complète ; « precision » respective de 24,5 μm et 31,5 μm pour l'acquisition d'une arcade partielle ou complète¹⁷. Ces résultats sont bien entendu éloignés de ceux des scanners de laboratoire, mais la précision globale de la procédure reste compatible avec une utilisation clinique quand on la compare à la prise d'une empreinte conventionnelle et à son traitement¹⁸. Enfin, il est également important de considérer que pour une même caméra, la stratégie de scannage elle-même a un impact sur la précision globale de la procédure. Il convient donc de se conformer le plus possible aux instructions du fabricant et de tenir compte de la nécessaire courbe d'apprentissage qui accompagne ces nouveaux procédés¹⁹.

Dans l'optique d'une planification prothétique virtuelle optimale, l'antagoniste ainsi que l'occlusion du patient sont également numérisés. Il s'agit là d'une avancée majeure puisque c'est la première fois qu'un logiciel de planification chirurgicale est doté d'un outil avancé de planification prothétique et que ce dernier est également capable de communiquer activement avec le logiciel de laboratoire. Toutes les données du patient sont intégrées à ses données radiographiques par le même algorithme.

Dans ce flux de traitements, le montage directeur est directement obtenu avec le logiciel de planification chirurgicale grâce à la fonction « smart set-up ». Ce montage directeur virtuel tient compte des caractéristiques de l'arcade présentant un édentement, mais également des données occlusales enregistrées au moment de l'empreinte optique. Dans l'optique d'une procédure de mise en charge immédiate, ce montage directeur virtuel peut être partagé avec le laboratoire via son logiciel de CAO prothétique pour optimiser ses caractéristiques. Une fois les modifications désirées apportées, le laboratoire de prothèse peut à nouveau partager ce projet prothétique virtuel avec l'équipe soignante.

Planification implantaire

La planification implantaire est réalisée de façon tout à fait conventionnelle dans un environnement tridimensionnel virtuel. Elle s'effectue en fonction du projet prothétique qu'il soit issu de la numérisation d'un set-up réalisé au laboratoire (protocole en partie analogique) ou de la fonction smart set-up (protocole intégralement digital). La position de l'implant est donc déterminée en fonction d'un projet prothétique affiné, aussi proche que possible du résultat final. Combiné au Digital Smile Design²⁰, ce flux de traitements permet d'obtenir une finesse de diagnostic jusque-là inégalée en chirurgie implantaire.

Une fois que le planning implantaire est validé, le praticien a le choix de produire un guide présentant des bagues de forage pour un protocole intégralement guidé (le forage et la mise en place de l'implant peuvent se faire au travers du guide chirurgical), un guide présentant des bagues de forage permettant seulement le passage d'un foret pilote de 2 mm, ou encore un guide offrant une combinaison de ces deux options afin de traiter certaines situations spécifiques, comme celle présentant un espace mésiodistal restreint où deux implants sont requis et où deux bagues pour un protocole intégralement guidé ne peuvent être insérées.

Protocole TempShell

Après la commande du guide chirurgical, une nouvelle option est donnée au praticien pour traiter les situations où la mise en place immédiate d'une prothèse provisoire est envisagée.

Le TempShell est une coque provisoire, issue du projet numérique virtuel précédemment réalisé, et utilisée pour la planification implantaire. Elle est munie de deux ailettes latérales permettant de prendre appui sur les dents adjacentes pour aider sa mise en place au moment de la procédure de réalisation de la prothèse provisoire. Une fois la position de ces deux ailettes spécifiée au sein du logiciel de CAO au laboratoire, un fichier permettant d'usiner le TempShell est obtenu d'un simple clic. Grâce aux deux ailettes latérales, la coque provisoire est mise en place dans une position idéale, en accord avec le projet prothétique préalablement déterminé, permettant ainsi d'obtenir, de façon extrêmement simple, un résultat esthétique prévisible, et de développer un profil d'émergence optimal pour la future prothèse d'usage.

Un accastillage prothétique spécifique a été développé pour simplifier la réalisation de la prothèse provisoire : le pilier prothétique provisoire n'a pas besoin d'être vissé pour engager la connectique implantaire, ce qui permet de capturer sa position très simplement en injectant de la résine à l'intérieur de la coque provisoire. Une fois que la liaison entre ce composant provisoire et le TempShell est effective, l'ensemble est désinséré et la prothèse provisoire peut être finalisée en exobuccal.

La première étape est de finaliser le profil d'émergence de la prothèse en prolongeant les limites cervicales du TempShell jusqu'à la base du composant provisoire. Un soin tout particulier est apporté à la réalisation de ce profil, qui est rendu légèrement concave pour obtenir un compromis idéal entre soutien cervical des tissus mous et espace pour permettre d'épaissir et de stabiliser ces derniers dans la zone transgingivale.

Le puits d'accès à la vis est ensuite retrouvé grâce à un accastillage spécifique.

Enfin, les ailettes sont supprimées et la prothèse provisoire est finalisée avant sa mise en place.

Concept d'extraction stratégique (Fig. 39 à 44, Fig. 45 à 59)

Les procédures d'extraction-implantation sont devenues communes dans nos plans de traitement actuels. Elles présentent, en effet, de nombreux avantages : une seule étape chirurgicale, entraînant une diminution de la morbidité potentielle du traitement, la diminution de l'inconfort du patient, qui évite le port d'une prothèse amovible et qui peut retourner plus rapidement à sa vie sociale, et l'optimisation de la cicatrisation des tissus mous grâce à la prothèse transitoire qui diminue l'apparition des récessions tissulaires péri-implantaires.

L'application de ces procédures à des édentements partiels de grande étendue ou à des édentements complets restait néanmoins jusque-là problématique en raison de la difficulté à obtenir un guide chirurgical stable permettant un transfert fiable d'un planning implantaire.

Dans le cadre d'un protocole par double acquisition, des guides radiographiques spécifiques ont été décrits. Ces guides étaient modifiés entre les deux acquisitions pour permettre l'extrapolation des futurs sites édentés sur un modèle de travail comportant des dents. Ces guides présentaient plusieurs inconvénients : leur réalisation au laboratoire et leur manipulation en clinique étaient fortement opérateur-dépendants, un nouvel examen tomodensitométrique devait systématiquement être réalisé si le patient avait effectué cet examen en amont de la réalisation du guide, et enfin la suppression de l'ensemble des dents sur le modèle comportait une part d'imprécision pouvant nuire à la précision globale de la procédure.

Le concept d'extraction stratégique, associé à la solution Integrated Treatment Workflow, apporte une réponse intéressante à cette problématique²¹. Il permet, en effet, de conserver les dents à extraire jusqu'à l'étape chirurgicale donnant ainsi la possibilité de réduire à néant l'inconfort du patient alors que la conservation de dents dites « stratégiques » permet de bénéficier de la précision de ce protocole fondé sur l'intégration d'un modèle numérisé par rapport aux données radiographiques du patient.

Les étapes de traitement sont les suivantes :

• réaliser un examen tomodensitométrique du patient. Sur la base de cet examen, l'indication d'une procédure d'extraction-implantation est retenue, les futurs sites implantaires sont identifiés et la possibilité de recourir à un protocole d'extraction stratégique est validée ;
• prendre trois photographies standardisées du patient pour pouvoir réaliser une planification esthétique selon le protocole DSD (Digital Smile Design). Sur la base de cette étude, la position du point interincisif ainsi que les proportions dentaires idéales sont déterminées ;
• dans le cas d'une numérisation par scanner de laboratoire une empreinte de l'arcade globale doit être réalisée ; dans le cadre d'une numérisation par empreinte optique, l'acquisition des deux arcades ainsi que de l'occlusion se font à l'aide d'une caméra intraorale ;
• les dents en rapport avec les futurs sites implantaires sont éliminées du modèle physique ou du modèle virtuel. Les dents « stratégiques » sont conservées et serviront de support au futur guide chirurgical ;
• les deux modèles (avec l'intégralité des dents et avec les dents « stratégiques ») sont intégrés aux données radiographiques du patient grâce à l'algorithme de fusion. Dans le cas où des changements majeurs sont attendus au niveau de la forme ou de la position des dents, un montage directeur virtuel ou issu d'un wax-up peut être utilisé comme modèle de référence afin de guider la position des implants au plus près des futurs impératifs prothétiques ;
• la position des implants est planifiée dans le logiciel chirurgical. Elle permet de commander un guide chirurgical qui s'adaptera parfaitement à la situation clinique une fois les premières extractions stratégiques réalisées ;
• une fois la procédure de chirurgie guidée effectuée, les dents restantes peuvent être extraites, une empreinte peut être réalisée et une prothèse provisoire est mise en place.

Le protocole d'extraction stratégique permet donc de profiter de la précision et de la fiabilité des guides chirurgicaux issus de la fusion d'un modèle numérisé et d'un examen radiographique tridimensionnel. Il permet de rendre prévisible le transfert du planning chirurgical dans ces situations réputées aléatoires.

La précision des procédés de numérisation des données du patient à l'aide d'un scanner de laboratoire ou d'une caméra intraorale permet, grâce à l'Integrated Treatment Workflow, l'obtention de guides chirurgicaux d'une précision jusque-là inégalée par les autres procédés antérieurs, confirmée par une facilité d'utilisation clinique déconcertante.

Il faut néanmoins noter que seul un nombre limité d'études évaluent, à ce jour, l'acuité d'intégration de l'algorithme de fusion et que la qualité de la prise d'empreinte initiale concourt également à la précision globale de la procédure. Des études ultérieures semblent donc nécessaires pour confirmer l'excellent ressenti clinique de ce protocole.

Il est également important de souligner l'importance de l'expérience de l'équipe soignante dans l'application des procédures de chirurgie guidée, ainsi que de la notion de courbe d'apprentissage inhérente à l'emploi de ces nouvelles technologies qui influe elle aussi directement sur la qualité du résultat obtenu^22,23. Enfin, bien entendu, l'usage de toutes ces nouvelles technologies ne dispense pas le praticien de maîtriser les techniques conventionnelles : le numérique n'est qu'un outil, à nous d'en faire bon usage.

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