Математическая модель прогнозирования риска костной пластики в полости рта и факторы успеха
Журнал: Российская стоматология. 2023;16(3): 30‑37
Прочитано: 1505 раз
Как цитировать:
Применение дентальной имплантации для восстановления отсутствующих зубов сегодня повсеместно распространено, и это ставит перед врачами ряд проблем, самой сложной из которых является недостаточность костного объема альвеолярного отростка верхней/альвеолярной части нижней челюсти (АОВЧ/АЧНЧ), необходимого для установки дентальных имплантатов, которая встречается в 25—70% случаях адентии [1—4]. Одним из решений этой проблемы служит проведение костнопластических операций. В зависимости от объема и локализации атрофии и/или дефекта (здесь условно объединим эти термины) применяются различные методы костной пластики, предназначенные создать утраченный объем костной ткани [5—12]. По нашему мнению, наиболее часто используемые при дентальной имплантации, их можно систематизировать в следующие группы.
Аугментационные методы (от лат. augmentare — увеличивать, усиливать) являются наиболее распространенными при костной пластике в дентальной имплантации и основаны на идее трансплантации тканей. Их суть заключается в увеличении объема с помощью «приращивания» добавленного костнопластического материала (трансплантата) к поверхности собственной имеющейся кости. Для таких операций широко используются различные костнопластические материалы в виде блоков, пластин, стружки, порошка, гранул разной величины. Они делятся по своему происхождению на аутогенные (донором является сам пациент); аллогенные (аутопсийный материал другого человека); ксеногенные (донором является животное) и аллопластические (полученные из минералов, растений или синтетическим путем) материалы. Эффективность этих материалов является предметом дискуссии и многочисленных исследований [13—16]. С биологической точки зрения аутокость (аутографт) признается золотым стандартом, однако при этом ксенокость в дентальной имплантологии зачастую является более рациональным выбором, учитывая высокую вероятность резорбции аутокостных трансплантатов и другие факторы.
Среди аугментационных методов наиболее известными являются:
— трансплантация костных блоков (ТКБ), предложенная P.I. Branemark и U. Breine в 1975 г., которая неоднократно усовершенствовалась [17,18];
— направленная костная регенерация (НКР), впервые описанная в C. Dahlin (1988), включает множество авторских методик, среди которых наиболее известными являются техники надстроек (3D-реконструкции) с помощью костных кортикальных или корневых дентинных пластин, «сэндвич»-техника, техника «огораживания» и другие [19—21];
— синус-лифтинг — субантральная аугментация верхнечелюстной пазухи (ВЧП). Эта операция, более известная как «открытый синус-лифтинг» (ОСЛ), впервые описана P.J. Boyne и R.A. James в 1980 г. и впоследствии модифицировалась разными авторами. На сегодняшний день разработаны различные варианты этой техники, включая методику закрытого синус-лифтинга и гидравлическое поднятие слизистой ВЧП [22—26].
Другая группа методов — модификационные — включает все виды одномоментного локального изменения формы имеющейся собственной кости; можно сказать, что это пластика «местными костными тканями». К ним можно отнести различные виды остеотомии (рассечения кости) и изменения взаимного положения частей с целью изменения ее архитектуры — вертикальную остеотомию (в том числе закрытый синус-лифтинг); горизонтальную остеотомию (в том числе расщепление альвеолярного гребня и технику «крыша гаража»); редукцию и реверсивное препарирование костного ложа (в том числе расширение и конденсацию кости). Эти методики имеют потенциал для широкого клинического применения, поскольку более предсказуемы в исходе, чем аугментационные методы, и менее травматичны, потому что используют местный костный ресурс. Мы предлагаем использовать термин «локальная костная модификация» (ЛКМ). Такая костная пластика чаще всего проводится без использования мембран и с минимальным использованием костнопластических материалов, а ее успех обусловлен механизмами естественного заживления костной раны при механической травме (переломе) [27—30].
Все эти методы являются разными по условиям проведения (включая анатомическую локализацию, размер дефекта, вид и степени деформации; исходный стоматологический статус; количество имеющихся костных стенок; техническую сложность и травматичность операции; объем восстановления и/или используемых костнопластических материалов), однако преследуют одну цель — достаточное восстановление объема и формы АОВЧ/АЧНЧ для проведения дентальной имплантации и ортопедической реабилитации пациентов с отсутствием зубов.
Основной проблемой для всех видов костной пластики при имплантологическом лечении является значительное количество осложнений и, как следствие, неудачные исходы подобных операций. По различным данным, при этих хирургических вмешательствах неудовлетворительные результаты и осложнения встречаются с частотой от 23 до 93%, что заставляет задуматься о смене тактики лечения и целесообразности некоторых операций [13, 30—39]. Факторы, влияющие на результат костной пластики, изучались многими авторами, однако до сих пор ученые не пришли к единому мнению относительно тех из них, которые являются ключевыми для оценки риска.
Цель исследования — разработка математической модели расчета коэффициента степени риска для прогнозирования исходов костнопластических операций, для чего нами были поставлены следующие задачи: оценить осложнения и исходы различных оперативных методик у больных, нуждающихся в проведении костнопластических операций; выявить клинико-биологические показатели, определяющие риски осложнений и результаты костнопластических операций при подготовке к дентальной имплантации (факторы риска).
На базе отделения хирургической стоматологии ГАУЗ МО «Московская областная стоматологическая поликлиника» (ГАУЗ МО «МОСП») и отделения челюстно-лицевой хирургии ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского» (ГБУЗ МО «МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского») с 2017 по 2021 г. нами проведена оценка результатов лечения 281 пациента с отсутствием зубов и значительной атрофией костной ткани АОВЧ/АОНЧ различными методиками (табл. 1).
Таблица 1. Половозрастная характеристика исследуемых групп
| Параметр | n=2811 |
| Возраст, лет | 53 (45, 62) |
| Возрастная группа, лет, n (%): | |
| 18—44 | 66 (23) |
| 45—60 | 120 (43) |
| 61 и старше | 95 (34) |
| Пол: | |
| мужской | 107 (38) |
| женский | 174 (62) |
Примечание. 1Median (IQR); n (%).
Проанализированы результаты 281 костнопластической операции у 107 (38%) мужчин и 174 (62%) женщин в возрасте от 23 до 74 лет с диагнозами (МКБ-10): К00.00 частичная адентия; К00.01 полная адентия; К08.1 потеря зубов вследствие несчастного случая, удаления зубов или локализованного пародонтита; К06.84 атрофия гребня частичная.
При проведении рентгенологического и клинического исследований через 6, 12, 24 мес после оперативного лечения оценивались объем и состояние костной ткани АОВЧ/АЧНЧ с целью анализа исходов (результатов) костнопластических операций и оценки эффективности применения различных методик операции. Для оценки осложнений и исходов все проведенные костнопластические операции были распределены в четыре группы в зависимости от вида: направленная костная регенерация (НКР); трансплантация костного блока (ТКБ); открытый синус-лифтинг (ОСЛ); локальная костная модификация (ЛКМ).
Поскольку в исследование включались различные методы реконструкции и техники, валидация исходов и осложнений проводилась по разработанной нами шкале оценки, в исследование включались только пациенты с отсутствием значимых сопутствующих патологий, использовался многофакторный статистический анализ.
В исследуемых группах оценивались:
— пол и возраст пациентов;
— объем замещения (используемого костнопластического материала);
— количество имеющихся костных стенок (от 1 до 5) восстанавливаемого дефекта/атрофии при условном переводе его формы в 6-стеночный куб;
— наличие и степень выраженности осложнений по 3-балльной шкале (легкие — 1, значимые — 2, критические — 3);
— исходы (результаты) костнопластических операций (по 4-балльной шкале в диапазоне от «плохой» до «хороший»).
Возникавшие послеоперационные осложнения после оценки были условно разделены на три группы (как 0 баллов оценивалось их отсутствие):
— незначительные (отек; подкожная гематома; временная парестезия) — 1 балл;
— значимые (послеоперационное воспаление; значительный отек; стойкая парестезия) — 2 балла;
— критические (гнойное послеоперационное воспаление; расхождение краев раны; обнажение, смещение, подвижность, инфицирование и/или нагноение трансплантата, смоделированного костного объема, мембраны) — 3 балла.
Критерием оценки исхода костной пластики явилось формирование нового объема и/или формы кости (костного регенерата), достаточного для установки дентальных имплантатов. При оценке исходов костнопластических операций во внимание принимался минимальный балл во время реабилитации пациентов при клинико-рентгенологическом исследовании через 6, 12, 24 мес после оперативного лечения.
К отрицательным (неприемлемым) исходам костнопластических операций относили плохой (1 балл) и неудовлетворительный (2 балла) результаты; к положительным (приемлемым) исходам — удовлетворительный (3 балла) и хороший (4 балла) результаты. Оценка исходов костнопластических операций проводилась по следующим признакам: плохим исходом считался локальный статус хуже, чем на дооперационном этапе; неудовлетворительным исходом — локальный статус, аналогичный дооперационному; удовлетворительным исходом — недостаточное увеличение размеров альвеолярного гребня; наличие рентгенологических и клинических признаков нового костного объема и/или структуры, качество которой позволяет достичь первичной стабильности при установке дентального имплантата; хорошим исходом считалось: планируемое увеличение костного объема АОВЧ/АЧНЧ; формирование клинически и рентгенологически достоверного нового костного объема, стабильного в отдаленные сроки, с наличием замкнутой поверхностной кортикальной пластинки, качество которого позволяет проводить установку дентального имплантата необходимого размера с достаточной первичной стабильностью.
После оценки результатов костнопластических операций и проведения корреляционно-регрессионного статистического анализа была разработана математическая модель расчета коэффициента степени риска для прогнозирования исходов костнопластических операций.
Статистический анализ проводили в программе R Studio с помощью языка R версии 4.1.2. Нормальность распределения количественных переменных оценивали с помощью критерия Шапиро—Уилка. Так как распределение большинства количественных переменных отличалось от нормального, в ходе анализа были применены непараметрические методы анализа. В качестве описательных статистик рассчитывали медианы и квартили. Сравнение количественных переменных в двух группах проводили с помощью критерия Манна—Уитни, сравнение в трех и более группах — с помощью критерия Крускала—Уоллиса с апостериорными сравнениями с помощью критерия Данна. Для качественных переменных рассчитывали относительные и абсолютные частоты. Сравнение качественных переменных проводили с помощью критерия χ2 Пирсона или точного критерия Фишера в случаях, когда минимальное значение частоты в таблице ожидаемых частот было меньше или равно 5. При множественных сравнениях применяли поправку Хольма—Бонферрони. Для прогнозирования развития осложнений проводили построение модели логистической регрессии с отбором предикторов по методу «пошагово назад». Ошибка первого рода (α) была установлена на уровне 0,05. Нулевые гипотезы отвергали при значении p<0,05.
Незначительные осложнения (1 балл) в виде отека, гематомы встречались во всех группах, при этом осложнения, относимые нами к группе значимых (2 балла), отмечались примерно в половине случаев во всех группах, кроме операций ЛКМ (53,6% — ОСЛ, 51,5% — НКР, 47,6% — ТКБ). Пациенты, у которых выполнялись операции ЛКМ, в 55,5% случаев не имели осложнений, а те, которые развивались, относились к незначительным в 86,3% случаев (табл. 2). Попарные сравнения в группе «выраженность осложнений» показали, что объем замещения при легкой степени выраженности (незначительные) значимо отличается от средней (незначимые) и тяжелой (критические) степеней выраженности, при этом средняя не отличается от тяжелой (p=0,102).
Таблица 2. Анализ взаимосвязи различных факторов с наличием осложнений
| Параметр | Наличие осложнений | Значение p | |
| нет | есть | ||
| Вид операции, n (%) | |||
| ЛКМ | 91 (97,8) | 73 (38,8) | <0,001a |
| ОСЛ | 2 (2,2) | 28 (14,9) | — |
| НКР | 0 (0) | 66 (35,1) | — |
| ТКБ | 0 (0) | 21 (11,2) | — |
| Возраст, лет, Me [LQ; UQ] | 55 [46; 63] | 52 [43,5; 61] | 0,076b |
| Возрастная группа, лет, n (%): | |||
| 18—44 | 17 (18,3) | 49 (26,1) | 0,322a |
| 45—60 | 41 (44,1) | 79 (42) | — |
| 61 и старше | 35 (37,6) | 60 (31,9) | — |
| Пол, n (%): | |||
| мужской | 35 (37,6) | 72 (38,3) | 1a |
| женский | 58 (62,4) | 116 (61,7) | — |
| Сторона, n (%): | |||
| левая | 47 (50,5) | 98 (52,1) | 0,901a |
| правая | 46 (49,5) | 90 (47,9) | — |
| Группа, n (%): | — | ||
| боковая | 67 (72) | 141 (75) | 0,698a |
| передняя | 26 (28) | 47 (25) | — |
| Челюсть, n (%): | |||
| верхняя | 56 (60,2) | 81 (43,1) | 0,01a |
| нижняя | 37 (39,8) | 107 (56,9) | — |
| Объем замещения, мл, Me [LQ; UQ] | 1 [1; 2] | 2 [1; 2] | <0,001b |
| Количество имеющихся стенок (1—5), Me [LQ; UQ] | 3 [3; 3] | 3 [2; 3] | <0,001b |
Примечание. a — критерий χ2 Пирсона, b — критерий Манна—Уитни.
Исходя из полученных нами данных обнаруживается взаимосвязь между исходом и объемом используемого костнопластического материала. Наблюдалась также прямая корреляция объема замещения костного дефекта, наличия и степени выраженности осложнений.
Исходя из анализа объема замещения можно увидеть, что больший объем замещения приводил к наличию осложнений, прямо коррелировал с их выраженностью. В то же время достоверно нельзя сказать, влияет ли возраст на количество осложнений и их выраженность. Анализ данных показывает также, что более плохой исход, возможно, связан с наблюдавшимися при этом послеоперационными осложнениями.
Статистический анализ исходов операций продемонстрировал, что существуют значимые различия между различными видами костной пластики. Положительный результат операций ТКБ составил 9,5%, НКР — 13,6%, ОСЛ — 90,0%, ЛКМ — 98,2%; в то время как отрицательный результат при проведении операций НКР наблюдался в 86,4%, ТКБ — 90,5%, ОСЛ — в 10,0%, ЛКМ — в 1,8%. Лучшие результаты у исследуемых пациентов показали операции ОСЛ (наивысший балл в 43,3%) и ЛКМ (81,1%), в то время как 28,8% операций НКР и 52,4% ТКБ продемонстрировали неудовлетворительный результат (табл. 3, 4).
Таблица 3. Сравнение исследуемых групп по исходам и осложнениям
| Параметр | Вид операции | Значение p | Попарные сравнения | |||
| ЛКМ | ОСЛ | НКР | ТКБ | |||
| Наличие осложнений, n (%): | 1—2: <0,001 1—3: <0,001 1—4: <0,001 2—3: 0,355 2—4: 0,635 3—4: <0,001 | |||||
| нет | 91(55,5) | 2 (6,7) | 0 (0) | 0 (0) | <0,001a | |
| есть | 73 (44,5) | 28(93,3) | 66 (100) | 21 (100) | ||
| Выраженность осложнений, n (%): | 1—2: <0,001 1—3: <0,001 1—4: <0,001 2—3: <0,001 2—4: 0,007 3—4: 0,941 | |||||
| 1 | 63 (86,3) | 12(42,9) | 9 (13,6) | 3 (14,3) | <0,001b | |
| 2 | 8 (11) | 15(53,6) | 34(51,5) | 10(47,6) | ||
| 3 | 2 (2,7) | 1 (3,6) | 23(34,8) | 8 (38,1) | ||
| Исход, баллов, n (%): | 1—2: <0,001 1—3: <0,001 1—4: <0,001 2—3: <0,001 2—4: <0,001 3—4: 0,247 | |||||
| 1 | 1 (0,6) | 1 (3,3) | 19(28,8) | 11(52,4) | <0,001b | |
| 2 | 2 (1,2) | 2 (6,7) | 38(57,6) | 8 (38,1) | ||
| 3 | 28 (17,1) | 14(46,7) | 7 (10,6) | 2 (9,5) | ||
| 4 | 133(81,1) | 13(43,3) | 2 (3) | 0 (0) | ||
| Результат, n (%): | — | — | — | — | — | 1—2: 0,143 1—3: <0,001 1—4: <0,001 2—3: <0,001 2—4: <0,001 3—4: 0,907 |
| положительный | 161(98,2) | 27 (90) | 9 (13,6) | 2 (9,5) | <0,001a | — |
| отрицательный | 3 (1,8) | 3 (10) | 57(86,4) | 19(90,5) | — | — |
Примечание. a — критерий χ2 Пирсона, b — точный критерий Фишера.
Таблица 4. Анализ взаимосвязи различных факторов с исходом
| Параметр | Исход | Значение p | |
| позитивный | негативный | ||
| Вид операции, n (%): | |||
| ЛКМ | 161 (80,9) | 3 (3,7) | <0,001a |
| ОСЛ | 27 (13,6) | 3 (3,7) | — |
| НКР | 9 (4,5) | 57 (69,5) | — |
| ТКБ | 2 (1) | 19 (23,2) | — |
| Возраст, лет, Me [LQ; UQ] | 55 [46; 62] | 52 [39,2; 57,8] | 0,034b |
| Возрастная группа, лет, n (%): | |||
| 18—44 | 41 (20,6) | 25 (30,5) | 0,06a |
| 45—60 | 83 (41,7) | 37 (45,1) | — |
| 61 и старше | 75 (37,7) | 20 (24,4) | — |
| Пол: | |||
| мужской | 73 (36,7 | 34 (41,5) | 0,539a |
| женский | 126 (63,3) | 48 (58,5) | — |
| Сторона: | |||
| левая | 105 (52,8) | 40 (48,8) | 0,634a |
| правая | 94 (47,2) | 42 (51,2) | — |
| Группа: | |||
| боковая | 149 (74,9) | 59 (72) | 0,72a |
| передняя | 50 (25,1) | 23 (28) | — |
| Челюсть: | |||
| верхняя | 104 (52,3) | 33 (40,2) | 0,089a |
| нижняя | 95 (47,7) | 49 (59,8) | — |
| Объем замещения, мл, Me [LQ; UQ] | 1 [1; 2] | 2 [1; 2] | <0,001b |
| Количество имеющихся стенок (1—5), Me [LQ; UQ] | 3 [3; 3] | 2 [2; 3] | <0,001b |
| Передняя стенка: | |||
| нет | 171 (85,9) | 67 (81,7) | 0,477a |
| есть | 28 (14,1) | 15 (18,3) | — |
| Задняя стенка: | |||
| нет | 182 (91,5) | 65 (79,3) | 0,008a |
| есть | 17 (8,5) | 17 (20,7) | — |
| Латеральная стенка: | |||
| нет | 24 (12,1) | 70 (85,4) | <0,001a |
| есть | 175 (87,9) | 12 (14,6) | — |
| Медиальная стенка: | |||
| нет | 13 (6,5) | 17 (21) | <0,001a |
| есть | 186 (93,5) | 64 (79) | — |
Примечание. a — критерий χ2 Пирсона; b — критерий Манна—Уитни.
В результате многофакторного анализа мы пришли к заключению, что количество имеющихся костных стенок является значимым фактором в исходе операции. Так, например, негативные исходы выявлялись чаще при операциях НКР (86,4%) и ТКБ (90,5%), что, возможно, соответствует меньшему количеству имеющихся костных стенок. Помимо количества стенок дефекта на исход оказывает влияние его объем, локализация и возраст пациента. При статистическом анализе была выявлена ассоциация вышеперечисленных факторов с наличием осложнений и исходом (табл. 5).
Таблица 5. Основные факторы и степень риска костной пластики в полости рта
| Параметр | OR1 | 95% ДИ2 | p-value |
| Возраст, лет | 0,98 | 0,96, 1,00 | 0,039 |
| Челюсть: | |||
| верхняя | — | — | — |
| нижняя | 2,08 | 1,21, 3,62 | 0,009 |
| Объем замещения, мл | 2,92 | 1,82, 4,81 | <0,001 |
| Количество имеющихся стенок W-фактор (1—5) | 0,59 | 0,38, 0,90 | 0,017 |
Примечание. 1OR — отношение шансов (Odds Ratio); 2ДИ — доверительный интервал (Confidence Interval).
Учитывая вышеперечисленные факторы, изучив доступную литературу и проведя анализ результатов собственных наблюдений, мы предлагаем математическую модель расчета коэффициента степени риска костнопластической операции.
Для расчета коэффициента степени риска (Р) было проведено построение модели логистической регрессии для прогнозирования осложнений по методу отбора предикторов (шансов) «пошагово назад», что позволило нам создать итоговое уравнение персонализированной математической модели, которое имеет вид:
,
где P — коэффициент степени риска; может принимать значения от 0 до 1 (0—100%), что соответствует риску: до 0,5 — низкой степени вероятности; более 0,5 — высокой степени вероятности; e — экспонента — число Эйлера (показательная функция), постоянная величина, равная 2,718; z — линейное уравнение — показатель, принимающий персонализированное значение, который вычисляется по формуле:
z= –0,02×возраст (лет) + 0,73 ×челюсть + 1,1×объем замещения (мл) – 0,52×количество стенок
Таким образом, для расчета персонализированного показателя Z необходимо ввести значения количества костных стенок (от 1 до 5), возраст пациента (в летах), объем предполагаемого замещения (в миллилитрах), локализации, где нижняя челюсть принимает значение «1», а верхняя челюсть – значение «0».
На основе данного уравнения может быть рассчитан риск неудачных исходов костнопластических операций с использованием предлагаемой нами упрощенной геометрической модели формы атрофии/дефекта «Куб» (см. рисунок) [5].
Геометрическая модель приведения условной формы атрофии/дефекта в куб (6-стеночная фигура) для подсчета количества имеющихся костных стенок.
Отношение шансов (OR) более значения «1» говорит о том, что этот биологический показатель является фактором риска, поскольку сравниваются количественные (возраст, объем) и качественные (верхняя/нижняя челюсть) показатели. Из табл. 5 следует, что каждый год возраста увеличивает шанс осложнения на ≈2%; локализация костной пластики на нижней челюсти увеличивает шанс осложнения в 2,08 раза; каждый миллилитр восстанавливаемого костного объема увеличивает шанс осложнения в 2,92 раза; присутствие каждой костной стенки снижает шанс осложнения на ≈41% (протективный фактор); отсутствие каждой костной стенки (фактор риска) увеличивает шанс осложнений на 69%.
Исходя из полученных нами данных, основными факторами (биологическими показателями), определяющими особенности течения, результаты и прогноз костнопластических операций, являются количество имеющихся стенок костного дефекта/атрофии, объем замещения, возраст и локализация. В связи с чем мы предлагаем производить расчет степени риска при проведении подобных операций. Это следует учитывать для выбора персонализированной тактики лечения при подготовке к дентальной имплантации для ортопедической реабилитации пациентов с отсутствием зубов.
1. Результаты анализа осложнений костнопластических операций в полости рта говорят о более высоких рисках при выполнении операции НКР и ТКБ, что напрямую связано с неудачными исходами данных операций. Это связано с рядом факторов, основными из которых являются количество имеющихся костных стенок дефекта, объем предполагаемого замещения и возраст. При планировании костнопластических операций необходимо учитывать данные факторы.
2. Персонализированная оценка степени риска костной пластики в полости рта и прогнозирования исхода костнопластической операции заключается в анализе вышеназванных факторов и может быть рассчитана при помощи предлагаемой нами математической модели.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература / References:
Подтверждение e-mail
На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.
Подтверждение e-mail
Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.
