Un robot per aiutare i dentisti

La tecnologia moderna viene introdotta attivamente in tutti i settori della nostra vita. E l'odontoiatria non fa eccezione. È possibile che presto, con l'aiuto delle nuove tecnologie, sia possibile far crescere nuovi denti per sostituire quelli persi, che le otturazioni dentali siano posizionate da un robot e che sia possibile proteggere i bambini dalla carie ancora prima che spunti il primo dente.

Le incredibili possibilità di robot e IA nel campo dell'odontoiatria

Migliorando le nuove tecnologie nel campo dell'intelligenza artificiale, lo sviluppo della robotica contribuisce all'introduzione di soluzioni rivoluzionarie nel campo dell'odontoiatria, che possono aiutare gli operatori a svolgere diverse procedure. In odontoiatria, la robotica presenta dei vantaggi rispetto ai metodi tradizionali. Questi sistemi, insieme alla guida di navigazione, forniscono una maggiore precisione nel trattamento odontoiatrico e flussi di lavoro semplificati, con conseguente miglioramento della qualità delle cure. L'odontoiatria robotica si è evoluta dalla tradizionale chirurgia con navigazione a sistemi più sofisticati che si riveleranno indispensabili per mantenere la salute orale e riparare le lesioni orali utilizzando nanomateriali, nanorobot, nuovi metodi diagnostici e trattamenti. Sebbene questi interventi terapeutici stiano cambiando il nostro modo di vedere e capire oggi, i sistemi robotici sono già utilizzati nelle procedure odontoiatriche e stanno aiutando gli operatori con i trattamenti implantari. In effetti, altre aree dell'odontoiatria che potrebbero beneficiare dell'uso di sistemi robotici e dell'intelligenza artificiale includono l'endodonzia, le procedure generali di odontoiatria restaurativa, l'ortodonzia e la parodontologia. Quando si prendono in considerazione gli impianti, diversi problemi sono associati al rischio di danni ai vari tessuti. Inoltre, i traumi subiti durante l'inserimento degli impianti possono causare infezioni e portare a complicazioni croniche. Oltre alle lesioni e alle malattie, anche il fallimento dell'impianto è un rischio, con circa il 5%-10% di impianti dentali che falliscono. Il fallimento dell'impianto può essere causato da una mancanza di esperienza da parte del medico, dalla posizione dell'impianto, dalle caratteristiche dell'osso e da complicazioni mediche associate al paziente. Con l'aiuto della robotica e della chirurgia di navigazione, i medici possono ottenere procedure di posizionamento degli impianti di maggior successo e ridurre il rischio di fallimento.

Robot per l'inserimento di impianti

Come un robot ha eseguito il primo intervento di autochirurgia in Cina

Nel 2017, un robot dentista di una clinica di Xi'an, in Cina, ha eseguito per la prima volta con successo un intervento odontoiatrico su una persona viva. Sotto supervisione, ma in modo indipendente e senza la partecipazione del personale medico, ha installato due denti artificiali sul paziente. Entrambi gli impianti sono stati stampati con una stampante 3D. L'operazione, durata un'ora, è stata un successo. Il personale infermieristico dell'ambulatorio non ha partecipato attivamente alla procedura, ma ha agito da osservatore. Il paziente è stato prima sottoposto a una TAC e a un modello digitale 3D di tutti i denti e della mascella; poi, per guidare il robot, è stato utilizzato un particolare sistema di etichettatura. L'errore nel posizionamento degli impianti è stato inferiore a 0,3 mm, un valore che anche un dentista esperto può tollerare in questo tipo di intervento. In questa versione, il robot ha seguito una serie di comandi pre-programmati, eseguendo le procedure specificate in ordine e sotto la supervisione di specialisti. Tuttavia, esisteva ancora un certo grado di autonomia: il robot si adattava ai movimenti del paziente e apportava correzioni alla traiettoria dello strumento. Gli specialisti sono stati spinti a creare questo tipo di robot dalla mancanza di implantologi qualificati e dal desiderio di ridurre la percentuale di errori chirurgici. La novità è più che urgente in quanto gli ultimi dati hanno dimostrato che in Cina ci sono almeno 400 milioni di persone che hanno bisogno di impianti dentali e mancano medici qualificati. In altre parole, la domanda supera di molte volte l'offerta e l'introduzione di massa di questa tecnologia, almeno a lungo termine, potrebbe risolvere il problema. Gli sviluppatori ritengono che l'uso dei robot risolverà il problema della mancanza di dentisti qualificati nel Paese. Ogni anno in Cina vengono inseriti circa un milione di impianti, ma molti pazienti devono tornare dal medico a causa di errori chirurgici. Inoltre, l'uso dei robot renderà le procedure odontoiatriche meno invasive e contribuirà a ridurre i tempi di guarigione. Gli esperti ritengono che la chirurgia robotica, anche se con un coinvolgimento umano minimo, consenta una maggiore precisione. I robot possono essere utilizzati per eseguire interventi chirurgici complessi che altrimenti sarebbero inaccessibili. Naturalmente esistono rischi specifici ed esiti sfavorevoli. Ad esempio, secondo uno studio retrospettivo su 14 anni di pratiche di questo tipo negli Stati Uniti, ci sono stati 144 decessi di pazienti associati all'uso di macchine. Ma questo non significa che la chirurgia con i robot sia meno sicura di quella senza, perché una certa percentuale di decessi è sempre presente. In questo caso, il numero di esiti negativi rappresenta solo una frazione di tutti gli interventi chirurgici con robot. Tuttavia, questa direzione si sta sviluppando; la tecnologia continua a migliorare per ridurre al minimo i rischi di operazioni non riuscite.

Sviluppi negli Stati Uniti

Proseguendo la tendenza cinese, nel marzo 2017 la Drug and Food Administration (FDA) statunitense ha approvato l'uso di un sistema robotico chiamato Yomi, prodotto da Neocis, per assistere i dentisti negli interventi di implantologia dentale. Yomi è un assistente chirurgico a tutti gli effetti che utilizza la tecnologia robotica tattile per posizionare con precisione e senza errori gli impianti dentali. I dispositivi tattili automatizzati di Yomi possono guidare la mano del dentista durante l'intera procedura implantare, fornendo regolazioni dinamiche che tengono conto dell'esperienza individuale del dentista. Con Yomi, il medico può sentire quando sta agendo correttamente. Se inizia a deviare, sente una resistenza. In questo modo il chirurgo sa esattamente in quale direzione muoversi per un posizionamento ottimale dell'impianto. L'esclusivo controllo tattile consente al dentista di visualizzare l'intero processo implantare. Il chirurgo controlla l'intero processo e interagisce direttamente con gli strumenti e il paziente. Yomi integra inoltre le competenze cliniche del personale odontoiatrico, contribuendo a fornire un trattamento incentrato sul paziente.

I vantaggi di Yomi:

  • svolgere un intervento chirurgico in un giorno (senza necessità di degenza ospedaliera),
  • software di pre-pianificazione facile da usare,
  • impianto completo dell'arcata in 90 minuti, in 2,5 ore su entrambe le arcate,
  • accuratezza e precisione insuperabili,
  • tecnologia di guida tattile brevettata,
  • software di pianificazione implantare brevettato,
  • pianificazione di tutti i dettagli per un perfetto posizionamento dell'impianto prima dell'intervento chirurgico,
  • controllo fisico del posizionamento dell'impianto,
  • visualizzazione virtuale della dentatura e migliore pianificazione estetica;
  • prevenzione di errori durante la preparazione, perforando più a fondo del necessario per evitare di danneggiare tessuti, nervi e seni,
  • a mani libere e in completo controllo dell'operazione,
  • il medico non ha bisogno di una mascherina chirurgica ma rimane accurato.

Microrobot

La chirurgia e la robotica navigate garantiscono coerenza, efficienza superiore del flusso di lavoro e maggiore sicurezza per il paziente, il che porta a tassi di successo più elevati, promettenti per tutte le specialità odontoiatriche. Poiché le procedure endodontiche richiedono la massima precisione e accuratezza, i micro-robot possono migliorare la qualità e l'affidabilità della terapia. Come nel caso degli impianti dentali, i risultati del trattamento variano a seconda dell'esperienza e della competenza del dentista. Tuttavia, i microrobot endodontici offrono l'opportunità di migliorare la qualità del trattamento endodontico e di ridurre gli errori durante la procedura. Ad esempio, l'Advanced Endodontic Technology utilizza la tecnologia delle micromacchine, in cui il microrobot viene posizionato sul dente da trattare ed è controllato e monitorato dal computer. Allo stesso tempo, la procedura viene eseguita nel canale radicolare. In questo modo, la micromacchina fornisce un sondaggio di precisione automatizzato, la perforazione, la pulizia e l'otturazione per assistere il medico nell'esecuzione di una terapia senza errori. Mentre la chirurgia di navigazione, la robotica e i micro-robot vengono introdotti nel trattamento odontoiatrico, esistono altre possibilità per la robotica in campo odontoiatrico grazie alla nanotecnologia. La nanotecnologia si riferisce alla progettazione, alla creazione e all'ingegnerizzazione dei nanobot. I nanobot sono macchine robotiche microscopiche che si avvicinano alle dimensioni di un nanometro, possono essere composte da migliaia di parti meccaniche e possono essere utilizzate per interagire o manipolare le cellule umane. Si prevede che i nanobot in fase di sviluppo cambieranno i metodi di diagnosi, trattamento e somministrazione dei farmaci in campo medico.

Nanodentistry

L'applicazione delle nanotecnologie in odontoiatria, nota anche come nano odontoiatria, apre possibilità di trattamento in odontoiatria restaurativa, ortodonzia e parodontologia. In odontoiatria restaurativa, i nanorobot possono essere utilizzati per la preparazione della cavità orale, il restauro e persino la rinaturalizzazione dei denti. Grazie alle loro dimensioni, i nanorobot lavorano a livello atomico, cellulare e molecolare per svolgere compiti di base. Possono aiutare i dentisti a trattare casi complessi a livello microscopico in modo rapido e preciso. La nanotecnologia può anche aiutare la sostituzione dell'osso e la somministrazione di antibiotici tramite nanoincapsulazione, garantendo una salute orale continua grazie ai robot dentali che uccidono i batteri patogeni. Inoltre, la nano odontoiatria può offrire metodi alternativi per la somministrazione dell'anestesia e la manipolazione dei tessuti per aiutare le complesse procedure restaurative e parodontali.

I pazienti hanno bisogno di dentisti robotici?

Da un lato, sembrerebbe inequivocabile: sì! I ricercatori affermano che le persone sono disposte a fidarsi di robot unici per eseguire alcune procedure dentistiche. E questo si evince anche dalle ragioni che hanno spinto la Cina a sviluppare un robot autonomo. L'onere per i pazienti può sovraccaricare il sistema sanitario e non molti ricevono in tempo le cure di cui hanno bisogno. I ritardi nelle operazioni mediche possono portare a un peggioramento della salute. I robot possono essere d'aiuto in questo senso. Possono abbreviare i tempi degli interventi chirurgici, in modo che un maggior numero di persone possa essere curato in tempo. La maggiore precisione e l'alta qualità delle procedure offerte dagli assistenti robotici aggiungono un altro argomento a loro favore. Detto questo, non molte persone potrebbero sentirsi a proprio agio pensando di farsi operare da un robot. A prescindere dalla precisione dei movimenti, si può temere un guasto del sistema. I pazienti odontoiatrici sono ancora diffidenti all'idea di far eseguire ai robot interventi su denti e gengive. I ricercatori della Florida A&M University Embry-Riddle hanno condotto un sondaggio nel 2018 con oltre 500 intervistati. I partecipanti hanno descritto le loro preoccupazioni riguardo alla tecnologia robotica in odontoiatria. Agli intervistati è stato chiesto di valutare quale di 10 procedure sarebbero disposti ad affidare a un robot: pulizia dell'igiene dentale, modellazione del paradenti, estrazione del dente, preparazione del canale radicolare, chirurgia gengivale, sbiancamento dei denti, fissaggio dell'apparecchio e otturazioni. Gli intervistati hanno risposto che sono disposti ad affidare ai robot le procedure più semplici e meno invasive, come la pulizia igienica e lo sbiancamento. Sebbene molti non fossero ancora pronti per le attività più complesse, come la preparazione del canale radicolare, la preparazione della gengiva e l'otturazione, molti non erano pronti a far entrare un robot. I partecipanti hanno spesso notato che i robot di oggi non sono abbastanza sofisticati per eseguire interventi invasivi complessi. Ritengono che il design del robot sia ancora troppo superficiale e che debba eseguire solo procedure semplici. L'unico fattore che può far cambiare idea a un paziente è il prezzo. Molti si sono detti d'accordo quando è stato chiesto agli intervistati se sarebbero disposti a sottoporsi a un intervento con un robot se costasse la metà di un sistema convenzionale. Il 32% dei partecipanti era inizialmente contrario alla pulizia robotica e allo sbiancamento dello smalto. Tuttavia, con uno sconto del 50%, l'83% era già d'accordo con queste procedure. I risultati di questo sondaggio hanno mostrato un alto livello di sfiducia nell'atteggiamento degli utenti nei confronti delle nuove tecnologie. Ci vorrà del tempo e un accumulo di pratiche di successo prima che le tecnologie robotiche in medicina vengano percepite come qualcosa di abituale. In particolare, gli operatori che hanno commentato i risultati di questo sondaggio si sono dimostrati scettici anche nei confronti dell'idea di una tecnologia automatizzata in odontoiatria. Hanno anche osservato che temono che il robot non risponda se una persona diventa improvvisamente dolorosa o scomoda. A un robot si possono insegnare molte procedure, ma non riuscirà mai a capire una comunicazione umana attenta. Ma è impossibile insegnare l'empatia e comprendere i sentimenti di una persona senza evidenti segni diagnostici. Il paziente chirurgico è molto vulnerabile e si fida completamente del medico. Il medico deve essere in grado di rassicurare e assicurare che tutto andrà bene, anche prima dell'inizio dell'intervento.

I robot sostituiranno mai i dentisti?

Secondo un sondaggio del New Scientist Live, più della metà dei britannici ha paura dell'intelligenza artificiale. I dati di Pew Research mostrano che più del 70% degli americani ha la stessa preoccupazione. Ritengono che l'intelligenza artificiale possa aumentare la disoccupazione, in quanto i robot potrebbero sostituirli nel loro lavoro. Le persone temono anche che i robot li dominino. Naturalmente, questo solleva la domanda nella mente dei dentisti praticanti: i robot li domineranno e gestiranno tutto da soli? Finora i dentisti robotici hanno fatto tutto ciò che l'uomo diceva loro di fare. In futuro, lo spazio dell'odontoiatria digitale crescerà, ma dipenderà dall'uomo che li userà e li guiderà. Le conoscenze che l'uomo trasmette ai robot li aiutano a raggiungere i loro obiettivi. Senza di esse, i robot non saranno in grado di svolgere compiti complessi in modo indipendente. I robot vengono utilizzati in medicina da decenni, ma non sono ancora in grado di sostituire completamente un medico. Tuttavia, sono uno strumento eccellente per migliorare l'accuratezza delle procedure, come l'otturazione dei canali radicolari, il fissaggio di otturazioni, corone, ponti e impianti.

Il futuro delle tecnologie robotiche


La robotica, i microbot e le nanotecnologie hanno il potenziale per supportare i dentisti e avere un impatto positivo sull'intero settore. Tuttavia, i dentisti sono stati lenti nell'adottare queste nuove tecnologie rispetto alle loro controparti mediche. Ad esempio, l'odontoiatria sembra essere in ritardo di oltre un decennio nell'adozione diffusa o nell'integrazione delle nuove tecnologie. È importante notare che, man mano che ciascuno di questi sviluppi dell'intelligenza artificiale e della robotica nell'assistenza sanitaria avanza, gli esperti saranno in grado di spiegare meglio i vantaggi di questi progressi, piuttosto che la tecnologia, per aumentare il tasso di adozione e ridurre le preoccupazioni sull'uso dell'intelligenza artificiale e dei robot nello spazio medico. Dato che l'obiettivo generale delle cure odontoiatriche è quello di fornire un'assistenza ottimale al paziente, vale la pena considerare queste applicazioni e il loro potenziale di miglioramento della qualità delle cure odontoiatriche. Le tecnologie robotiche e di intelligenza artificiale possono fornire ai dentisti praticanti preziose informazioni in tempo reale, consentendo esami più approfonditi, diagnosi accurate e supportando il processo decisionale clinico durante le procedure odontoiatriche. La ricerca di progressi in odontoiatria non ha mai fine e l'uso della robotica per le cure dentali potrebbe presto diventare una pratica standard per tutti i dentisti. I robot in odontoiatria migliorano l'accuratezza, la riproducibilità e l'affidabilità; tuttavia, a causa della mancanza di sistemi disponibili, la quantità di ricerca sull'odontoiatria robotica è limitata. Inoltre, mancano le conoscenze sulla programmazione e sul controllo dei sistemi automatici. Di conseguenza, un buon coordinamento tra dentisti e ingegneri è essenziale per la ricerca in questo campo. La robotica in odontoiatria è promettente per i test sui materiali, l'ortodonzia, la protesi, la chirurgia orale e maxillo-facciale e l'implantologia. A parte i sistemi operativi complessi e i costi elevati, i limiti più significativi dell'odontoiatria robotica sono le capacità manipolative e sensoriali fondamentali dei robot e la loro mancanza di capacità di formazione. Inoltre, la tecnologia robotica non sarà ampiamente adottata fino a quando le persone non smetteranno di diffidare dei trattamenti e dell'igiene non presidiati. È improbabile che in futuro ci saranno meno dentisti. Al paziente piace interagire con un vero medico.