12 Gennaio 2009

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Ben prima dello sviluppo delle tecnologie informatiche ed elettroniche, l’odontoiatria si è confrontata con la necessità di disporre di modelli tridimensionali. Oggi, in quest’ambito, i sistemi più innovativi sono quelli che realizzano l’imaging tridimensionale. Il loro utilizzo è in rapida crescita, ma pochi ne hanno una conoscenza approfondita. La redazione del British Dental Journal ha allora ritenuto utile proporre, lo scorso ottobre, una panoramica su principi, potenzialità e limiti del 3D, elaborata da un gruppo di ricercatori dell’Università di Bristol coordinato dal dottor A. J. Ireland, specialista in ortodonzia.
Fino a ora, la parte del leone l’hanno fatta impronte e calchi in gesso. Una buona accuratezza e la semplicità di utilizzo sono controbilanciate da un certo numero di inconvenienti, legati, per esempio, alla fabbricazione e alla catalogazione. Negli ultimi anni, odontoiatria restaurativa, ortodonzia, chirurgia cranio-maxillo-facciale sono state investite dall’onda degli sviluppi dell’imaging 3D e si sono spesso dati per scontati i vantaggi apportati dalle nuove tecnologie, anche dal punto di vista dell’accuratezza e dell’affidabilità. Gli autori inglesi invitano ad andare un po’ più a fondo per verificare se questi vantaggi sono reali e per conoscere meglio i principi su cui queste tecniche sono basate.
Gli scanner 3D sono sistemi a scansione tridimensionale in grado di ottenere dati relativi alla superficie di un oggetto – e a volte anche al suo aspetto visibile, come il colore – e di creare un modello digitale che può essere utilizzato per molti scopi diversi. Per orientarsi tra le varie tecnologie disponibili è utile, prima di tutto, suddividere questi strumenti in due categorie: scanner a contatto e senza; questi ultimi si suddividono, poi, in scanner attivi e passivi.
Com’è intuitivo pensare, gli scanner della prima categoria dispongono di sonde che vanno direttamente sulla superficie dell’oggetto. Oltre a questo elemento caratterizzante gli scanner a contatto hanno tre ulteriori componenti essenziali: un sistema computerizzato di controllo, una macchina che determina il movimento della sonda e un software di misurazione. Per loro natura, si tratta di dispositivi che possono risultare molto utili se hanno a che fare con una superficie dura, ma incontrano diverse limitazioni nel caso di tessuti molli che, per esempio, possono essere deformati dalla sonda; inoltre, la velocità di scansione è piuttosto bassa.
Entrando poi nel mondo degli scanner ottici senza contatto, ci si trova di fronte a una varietà di tecniche e di sistemi diversi. I principi della triangolazione – ben più noti ai cartografi che agli odontoiatri – sono utilizzati per la realizzazione dei laser scanner e dei dispositivi basati sulla fotogrammetria. I sistemi a interferometria sfruttano le proprietà di interferenza della luce che si genera quando vengono sovrapposti due reticoli costituiti da linee chiaro scure e angolarmente sfasati. L’interferenza ottica prodotta da certi cristalli illuminati con luce polarizzata ha ispirato la realizzazione di altri sistemi, detti a olografia conoscopica. Esistono poi lo scanner ottico e la tomografia computerizzata. L’approfondimento tecnico interessa essenzialmente gli addetti ai lavori e pochi appassionati, ma gli autori fanno notare come questi sistemi, utilizzati in ambito odontoiatrico inizialmente dai ricercatori, stanno sempre di più trovando applicazione nella quotidiana attività clinica.

In odontoiatria restaurativa, le tecnologie CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing) sono disponibili già da un paio di decenni e sono costantemente migliorate. Il requisito essenziale è l’accuratezza: si determina durante l’intero processo di produzione, ma in particolare nel rilevamento iniziale della superficie del dente. Esistono oggi diversi sistemi in grado di effettuare la scansione direttamente nella bocca del paziente, mentre altri vengono impiegati principalmente nei laboratori su modelli. In prostodonzia, per l’applicazione di protesi fisse, si utilizzano scanner laser, a luce visibile o a raggi infrarossi, principalmente in ambiente clinico, mentre gli scanner a contatto trovano frequente applicazione nei laboratori. La tecnologia CAD/CAM presenta diversi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali, almeno a livello potenziale. Prima di tutto viene meno la necessità di impronte e calchi; c’è la possibilità di realizzare immediatamente vari tipi di elementi riducendo il numero di appuntamenti e di passi per arrivare alla fabbricazione degli impianti, con una conseguente riduzione di costi. Ovviamente, la spesa iniziale per dotarsi di una buona attrezzatura CAD/CAM non è indifferente…
Le applicazioni dell’imaging 3D in ortodonzia sono numerose, a partire dalla più ovvia: sostituire i tradizionali modelli di studio. Usati sia in fase di diagnosi iniziale sia per controllare i progressi del trattamento, sono oggi distribuiti sul mercato da diverse aziende. Le moderne tecniche di imaging si rivelano utili anche per facilitare un posizionamento accurato dell’attacco, per la piegatura dei fili ortodontici e per la fabbricazione di apparecchi. Per gli ortodontisti è anche importante riuscire a ottenere immagini tridimensionali del viso di certi pazienti. Già in passato si era fatto ricorso alla tecnologia stereofotogrammetrica per creare mappe dei contorni del viso, con l’obiettivo di facilitare la diagnosi e il monitoraggio dei cambiamenti della morfologia indotti dalle terapie. Il progresso elettronico e informatico ha portato a consistenti passi avanti nella precisione di queste immagini e nella facilità di utilizzo.
L’altro settore dell’odontoiatria che ha tratto beneficio dall’imaging 3D è la chirurgia ortognatica e craniofacciale. Gli scanner più indicati sono quelli che sfruttano i principi del laser e quelli che sfruttano la stereofotogrammetria. Già durante la diagnosi, le immagini tridimensionali ottenute consentono di simulare i risultati della chirurgia sull’estetica complessiva del viso, permettendo di effettuare una pianificazione chirurgica con precisioni prima non raggiungibili. Sono però gli stessi autori dello studio a raccomandare un atteggiamento prudenziale soprattutto nei confronti del paziente, per non alimentare delle aspettative non realistiche. Occorre infatti ricordare che, nonostante l’accuratezza delle tecniche di imaging, previsioni precise non sono sempre possibili: in seguito alle modifiche introdotte dalla chirurgia sulle strutture ossee anche i tessuti molli cambiano, adattandosi al supporto sottostante.

Le riflessioni conclusive del dottor Ireland sono all’insegna di questo contrasto tra l’entusiasmo per tecnologie sempre più sofisticate e la prudenza per i numerosi limiti che ancora permangono: dai costi elevati alla precisione, che si vorrebbe ancora migliore. Ma la ricerca in questo settore è molto attiva e frequenti i nuovi prodotti immessi sul mercato. Tra pochi anni, c’è da scommetterci, le applicazioni si amplieranno ancora.

GdO 2008; 16

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