Utilizzo clinico della scansione facciale in ambito odontoiatrico

La visualizzazione tridimensionale delle ossa mascellari e delle altre strutture che compongono lo splancnocranio è stata da tempo raggiunta con l’avvento dei software d’imaging dedicati, che permettono delle ricostruzioni 3D a partire da file DICOM. Mentre nella documentazione del caso ci si affida ancora a semplici fotografie bidimensionali eseguite in visione frontale, di profilo e di tre quarti.
È proprio in questo ambito che la moderna odontoiatria deve fare un passo in avanti.
Poter gestire il volto del paziente, associando un’analisi che permetta di eseguire una fase diagnostica preliminare, così da rendere subito evidenti le problematiche che dovranno essere affrontate, può essere considerato un tool strategico a disposizione di ogni clinico. L’articolo affronterà l’argomento della scansione 3D del volto grazie all’utilizzo di uno scanner facciale e verranno analizzati i vantaggi dal punto di vista comunicativo e diagnostico che questo tipo di acquisizione può fornire.

Tecnologia
Lo scanner facciale utilizzato è il Face Hunter (Zirkonzahn, Brunico, Italia), che permette di ottenere, in maniera rapida e accurata, il volto del paziente nelle tre dimensioni come file .OBJ (Fig. 1). Il file sarà possibile utilizzarlo, come vedremo nel resto dell’articolo, accoppiandolo con altri oggetti .STL, ad esempio modelli delle arcate, progettazioni protesiche ecc.
Lo scanner adoperato utilizza il sistema della luce strutturata e non la tecnologia laser. Questa tipologia di scanner proietta un pattern di luce sul modello, analizza la deformazione del pattern di luce proiettato sulla superficie dell’oggetto e grazie a questa ricava la geometria dell’oggetto. Il modello di scanner che sfrutta la luce strutturata è inoltre più adatto, rispetto a quello laser, nella rilevazione dei volti.
La luce emessa da un dispositivo laser possiede una forte intensità ed è molto concentrata, rappresentando una certa pericolosità, in particolar modo per la retina. L’utilizzo di dispositivi a luce strutturata permette inoltre di accedere facilmente a zone in sottosquadro, maggiore velocità di esecuzione, accuratezza e sicurezza per il paziente evitando potenziali danni alla retina.

Metodica d’utilizzo
Utilizzare lo scanner facciale è molto intuitivo e rapido, infatti per eseguire una singola scansione tale strumento impiega < 0,3 secondi. Questo permette di avere una manovra diagnostica in più con un dispendio di tempo minimo.
Se si vuole ottenere una ricostruzione completa del volto del soggetto devono essere eseguite 3 scansioni: una centrale e una per ognuno dei due profili. È preferibile eseguire più scansioni così da avere la possibilità di scegliere le migliori.
Il software associato allo scanner, attraverso algoritmi matematici, riesce ad accoppiare (anche definito “matchare” o “fare il matching” nuovo neologismo di derivazione anglosassone) le 3 scansioni in un unico file .STL/.OBJ, accorpandone due alla volta (Fig. 2). Le scansioni possono essere eseguite con il paziente a bocca rilassata, oppure mentre sorride con/senza esposizione dei denti.
È infine fondamentale che la posizione della testa del soggetto, durante la scansione, sia in naturale vera (natural head position) (Fig. 3), quindi né ruotata né inclinata, con lo sguardo del paziente rivolto verso l’orizzonte1.

Inquadramento preliminare
La scansione 3D del volto può essere utilizzata in prima visita come strumento di valutazione preliminare del paziente da un punto di vista prettamente diagnostico, perché solo attraverso un’analisi globale del soggetto possono essere evidenziate le problematicità che dovranno essere affrontate in seguito, stilando un piano di trattamento adeguato e ottimizzato per le caratteristiche del paziente2.
La valutazione da scansione è un’analisi estetica dei tessuti molli, che prevede l’utilizzo del protocollo già codificato con la sistematica Total Face Approach Soft Tissue (TFA -SoftTissue)3, a cui sono stati aggiunti punti-piani. La metodica è costituita da un’analisi multiplanare, comparabile a quella che viene utilizzata nel rendering 3D dei tessuti molli (Fig. 4) ed è ottenuta dalla presa di misurazioni lineari tra piani e punto-piano.
L’analisi prevede l’utilizzo di 9 landmark e 10 piani qui elencati (con il simbolo * vengono identificate le parti modificate).

• Landmark (Fig. 5): 1) glabella; 2) colummella; 3) sub-nasale; 4) sub-spinale; 5) punto labiale superiore; 6) punto interlabiale; 7) pogonion molle (pog molle); 8) mentone molle; 9) punto tiroideo.
• Piani: piano verticale vero (PVV); piano facciale superiore (SFP); piano sub-nasale (PSn); piano inter-labiale (PIb); piano mentale (PMe); piano nasale basale (PNb); piano labiale superiore (PLs)*; piano facciale anteriore (PFA); piano del pogonion molle (PPm); piano tiroideo (PTi).

La sistematica si suddivide in un inquadramento sul piano verticale e sul piano sagittale del soggetto.
Valutando le dimensioni verticali è possibile comprendere se, in caso di soggetto edentulo o parzialmente edentulo, ci sia bisogno di ripristinare la dimensione verticale corretta e in quale arcata (Figg. 6-7). Mentre per quanto riguarda le dimensioni sagittali, permette di comprendere se ci siano problemi di supporto labiale o ipotizzare delle possibili problematiche scheletriche sottostanti (Figg. 8-9).
Il software associato al face-scan permette inoltre di unire la scansione dei modelli della arcate del soggetto con il face-scan con predicibilità e accuratezza, grazie a un dispositivo, simile a una forchetta da articolatore, che viene riconosciuto durante la scansione attraverso dei reperi esterni su lui posti.
La disposizione nei tre piani dello spazio della maxilla, registrata con la presa dell’arco facciale, può essere riprodotta fedelmente grazie alla scansione dell’intero articolatore con i modelli su di esso montati attraverso l’utilizzo dello scanner da laboratorio (Fig. 10a).
Questo offre al clinico la possibilità di poter osservare in una singola volta i modelli montati in articolatore all’interno del face-scan, e visualizzare il rapporto esistente tra le arcate e il volto del paziente sfruttando l’opzione di trasparenza della scansione del volto (Fig. 10b).
La rivalutazione del caso può essere eseguita in qualsiasi momento, avendo questo esame costo biologico pari a zero, permettendo quindi di comprendere meglio, anche attraverso le sovrapposizioni delle scansioni precedenti, l’andamento del trattamento sia che sesso sia protesico/implanto-protesico che ortodontico.

Conclusioni
L’introduzione del face-scan e la sua perfetta integrazione in un work-flow completo ed esaustivo per il clinico permettono una gestione più accurata del paziente. Lo scan del volto ha potenziali vantaggi che sono in corso di validazione con studi clinici comparativi multicentrici. I potenziali vantaggi per il paziente e per il clinico sono:

• costo biologico nullo;
• utile strumento di comunicazione con il paziente;
• miglior comprensione da parte del paziente del piano di trattamento proposto;
• fornire al clinico importanti informazioni nell’inquadramento preliminare del soggetto analizzato, al fine di impostare una corretta pianificazione del trattamento;
• possibilità di sovrapposizione dello scan iniziale con quelli successivi, per monitorare la progressione del trattamento.

Il potenziale svantaggio è rappresentato dal costo dell’apparecchiatura.
La scansione facciale è un valido strumento di diagnosi e di monitoraggio del trattamento che presenta inoltre il vantaggio di rendere più efficiente la comunicazione medico-paziente.

L'articolo è stato pubblicato sul numero 2 di CAD/CAM Italy 2014.