Способ определения плотности костной ткани в челюстных костях для проведения дентальной имплантации Российский патент 2021 года по МПК G01N33/48 G01N33/84 

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано во время операций по удалению зубов для проведения дентальной имплантации.

Определение плотности костной ткани является необходимым условием для проведения дентальной имплантации, одним из требований для правильной остеоинтеграции которой (сращения поверхности имплантата с костной тканью) является нормальная плотность челюстных костей [Грюндер У. Имплантация в эстетически значимой зоне // Изд. Азбука, Москва. 2017. с. 14-18; Салеева Г.Т. Остеопороз в дентальной имплантологии: экспериментальное моделирование и клиническая диагностика. Дисс. на соиск. уч. ст. д.м.н. 2003, Казань]. При порозной кости места контакта костной ткани с поверхностью имплантата значительно уменьшаются, остеоинтеграция происходит не по всей поверхности конструкции и при неправильной нагрузке срок использования имплантата резко уменьшается, за счет снижения его устойчивости, расшатывания и в итоге полной его потери [Поройский С.В., Михальченко Д.В., Ярыгина Е.Н. и др. К вопросу об остеоинтеграции дентальных имплантатов и способах его стимуляции// Вестник Волгоградского медицинского университета, 2015, №3(55), с. 6-11].

При 3D-рентгенодиагностике визуализируются участки тела челюстей, ветви, общая структура костной ткани, но для проведения 3D-диагностики невозможно количественно рассчитать плотность участка планируемой имплантации. При детальном разборе 3D-исследования пациента можно визуализировать только крупные полости в костной ткани, крупноячеистый рисунок в строении кости, оценить толщину кортикального слоя. Но дать количественную оценку 3D-исследование не может [Пархамович С.Н., Шаблинская О.Е. Возможности современных методов рентгенологического исследования в оценке состояния костной ткани альвеолярного отростка // Современная стоматология. 2012, №2, с. 93-96]. Кроме того, до направления пациента на рентгенологическое исследование, с применением нашего метода, можно заранее спрогнозировать возможность протезирования пациента с использованием имплантатов.

Вторым применением нашего способа определения костной плотности является ранняя диагностика системного остеопороза. Остеопороз - это самое частое метаболическое заболевание скелета, характеризующийся прогрессирующим снижением костной массы в единице объема кости по отношению к нормальному показателю у лиц соответствующего пола и возраста, нарушением микроархитектоники костной ткани, приводящими к повышенной хрупкости костей и увеличению риска их переломов от минимальной травмы и даже без таковой [Клинические рекомендации по профилактике и ведению больных с остеопорозом. Издание 2-е, дополненное / под ред. проф. О.М. Лесняк; Российская ассоциация по остеопорозу. Ярославль: ИПК «Литера» 2014. 24 с]. Основными методами диагностики остеопороза являются - двухэнергетическая рентгеновская денситометрия (DXA), биохимическое исследование маркеров костной резорбции в сыворотке крови и гистологическое исследование образцов костной ткани [Рожинская Л.Я. Системный остеопороз: практическое руководство // Изд. Мокеев. Москва. 2000. С. 9-52]. Но все эти методы требуют дорогостоящего лабораторного оборудования, кроме того, направление на данные исследования дает врач-эндокринолог при наличии у пациента клинических признаков остеопороза.

Кости лицевого скелета при системном остеопорозе также реагируют снижением МПКТ с развитием быстропрогрессирующей деструкции тканей пародонта. Остеопоретические изменения, возникающие в различных участках скелета, затрагивают и костную ткань зубочелюстной системы, приводя к значительному увеличению частоты заболеваний пародонта. По данным большинства клинических исследований [Конопля Е.Е. Остеопороз в стоматологии - предмет академического интереса или вопрос практической медицины? // Ортодонтия. 2007. №1(37). С. 23-25], выявлена ассоциация между состоянием челюстных костей и состоянием скелета. В стоматологии проблема остеопороза ассоциируется с резидуальной резорбцией альвеолярной кости (потеря костной ткани челюсти после естественного выпадения или удаления зубов), которая затрудняет фиксацию зубных протезов, требует длительного реабилитационного периода при подготовке к операции дентальной имплантации.

Все большее внимание к проблеме системного остеопороза проявляют стоматологи [Атрушкевич В.Г. Остеопороз в клинике болезней пародонта / В.Г. Атрушкевич // Российский стоматологический журнал. 2007. №5. С. 42-46; Цимбалистов А.В., Шторина Г.Б., Гарапач И.А. и др. Генерализованный пародонтит и системный остеопороз. Клинико-рентгенологическая оценка (часть 1)11 Институт стоматологии. 2007. Т. 3, №36. С. 98-99; Estrugo-DevesaA, , . Osteoporosisandoraldiseases // MedClin (Bare). 2013 Feb. N. 16, P. 169-74; DarceyJI, HornerK, WalshT, SouthernH, MarjanovicEJ, DevlinH. Toothlossandosteoporosis: toassesstheassociationbetweenosteoporosisstatusandtoothnumber / BrDentT. 2013 Feb. P. 214]. Для врачей-пародонтологов остро стоит проблема выбора эффективной терапии воспалительно-деструктивных заболеваний пародонта. При этом имеет место убыль костной ткани альвеолярного отростка челюстей за счет остеокластической резорбции, в то время как главной задачей пародонтолога является замедление резобции кости для предотвращения потери зубов. Исследования, посвященные связи минерального обмена с заболеваниями пародонта, многочисленны, но результаты их представляются довольно противоречивыми, что определяет необходимость дополнительного изучения и детального анализа [Мухамеджанова Л.Р. Генерализованный пародонтит и системный (вторичный) остеопороз // Стоматология для всех. 2005. №4. С. 16-18; Арутюнов С.Д., Верткин А.Л, Плескановская Н.В. и др. Характер поражения пародонта при системной потере минеральной плотности кости // Российский стоматологический журнал. 2009. №1. С. 23-26; Поворознюк В.В., Мазур И.П. Остеопороз и заболевания пародонта // Пародонтология. 2005. №3. С. 14-19]. В настоящее время можно с уверенностью утверждать лишь то, что с уменьшением степени минерализации скелета усиливаются патологические изменения в тканях пародонта, однако в литературе до сих пор идут дискуссии о взаимосвязи между выраженностью остеопороза всей костной системы и степенью поражения тканей пародонта.

Для комплексного определения минеральной плотности кости нами также использован метод денситометрии, описанный Г.И. Ронь и соавт. [Ронь Г.И., Еловикова Т.М., Уварова Л.В., Чибисова М.А. Денситотомометрия (денситометрия) на конусно-лучевом компьютерном томографе в динамическом наблюдении пациентов с заболеваниями пародонта как инструмент выявления минеральной плотности костной ткани // Институт стоматологии. - 2015. - №1. - С. 40-43]. Исследование оценивается в условных единицах Хаунсфильда по данным конусно-лучевой компьютерной томографии на томографе MORITA в различных зонах верхней и нижней челюстей.

Псевдотрехмерная реконструкция (трехмерное компьютерное изображение) верхней и нижней челюстей в режиме просмотра "online" с помощью манипулятора "мыши" позволяет выполнить денситотомометрию в трех рентгенотомографических срезах: сагиттальном, аксиальном и коронарном. Три томографических среза имеют одну точку пересечения (определяется при помощи инструмента «прямоугольник» - «перекрестие»). С целью получения среднего значения показателя денситотомометрии - максимальной плотности в данной области (минеральная плотность костной ткани) - находилось его среднее арифметическое. "Захватывали" в объем (квадрат) только интересующую нас ткань - межзубную перегородку, которая состоит из трабекул и межтрабекулярного пространства. Допускаем, что максимальная плотность - это плотность трабекул (рентгенологическая минеральная плотность костной ткани в условных единицах), а минимальная - это плотность межтрабекулярного пространства.

На интересующую область с помощью манипулятора «мыши» наводилось окно «настроить перекрестие» (в правом нижнем углу монитора), после наведения окна на панели справа находили функцию «настройки серого», нажатием правой клавиши «мыши» получали значение минеральной плотности кости. МПКТ определяли в условных единицах (у.е.) [Ронь Г.И., Еловикова Т.М., Уварова Л.В., Чибисова М.А., 2015]. Данный метод мы использовали в комплексной оценке костной плотности челюстей.

Врач-стоматолог не может клинически определить системный остеопороз у пациента, направление на дорогостоящее обследование тоже не всегда обоснованно, поэтому нужен экспресс-метод определения костной плотности. Предлагаемый способ позволяет одномоментно при санации зубного ряда у пациента, осуществить забор фрагмента костной ткани. Достаточно совсем небольшое количество образца для определения костной плотности. Кроме электронных весов, никакого другого специального оборудования не требуется. Компьютерная томография также проводится всем пациентам, которым планируется имплантация, поэтому есть возможность рассчитать плотность кости по денситометрии.

При обнаружении у пациента низкой плотности костной ткани, особенно в возрасте более 60 лет, врач-стоматолог может аргументировать свое направление на дополнительное обследование костной ткани пациента. Или, при наличии в анамнезе другой патологии, которая способствует остеопорозу костной ткани (сахарный диабет, гипотиреоз, прием глюкокортикоидов и т.д.) отказать пациенту в имплантации и порекомендовать другой метод протезирования.

Предлагаемый способ, благодаря точному измерению на электронных весах, позволяет максимально определить изменения в разных участках костной ткани челюстей и спрогнозировать оптимальную тактику дальнейшего ортопедического лечения.

Известны методики оценки плотности костной ткани на основе рентгенологических исследований (патенты RU 2472440 С1, RU 2372846 С1, RU 2400141 C1, RU 2400141 C1, RU 2280406 С1), в которых исследуется оптическая плотность рентгеновских снимков кости. В данных методах источником большой ошибки является калибровка метода по оптической плотности. В связи с этим в методах используются эталоны, либо алгоритмы исследования в нескольких областях, что ведет к неудобству, а также незначительно снижает погрешность исследований.

Наиболее близким прототипом является способ дифференциальной диагностики хронических воспалительных процессов в челюстных костях, известный из заявки на патент №2004100479 от 05.01.2004. Указанный способ включает сбор образцов, их взвешивание. Образцами являются фрагменты костной ткани, полученные во время операций по удалению зубов. Образцы высушивают и помешают в мерные пробирки с физиологическим раствором. Далее оценивают объем образца по объему вытесненной жидкости. Недостатком способа является низкая точность оценки, связанная с использованием мерной пробирки при оценке объема вытесненной жидкости.

Целью изобретения является упрощение определения плотности костной ткани и повышение точности измерения.

Цель достигается за счет того, что производят взвешивание промытых и просушенных образцов костной ткани, полученных при операции удаления зуба либо установки имплантата. Далее взвешивают на электронных весах шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды. Затем погружают образец отобранной костной ткани в шприц и взвешивают шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды с образцом на электронных весах, по разности первоначального объема дистиллированной жидкости и объема с образцом определяют объем образца костной ткани и вычисляют плотность костной ткани по формуле, где

ρ_к - плотность костной ткани;

А - вес образца костной ткани;

В - первоначальный вес шприца с дистиллированной жидкостью;

С - вес шприца с первоначальным объемом дистиллированной жидкости и образцом, при этом при показателе плотности костной ткани выше 1,5 г/см³ и показателе денситометрии более 1550 у.е. рекомендуют дентальную имплантацию, а при значениях ниже 1,5 г/см³ и 1550 у.е. - дополнительное обследование на системный остеопороз.

Осуществление изобретения

Объем образца костной ткани рассчитывается по формуле:

V_к=A+B-C/ρ_в

V_к - объем образца костной ткани;

ρ_в - плотность дистиллированной воды.

Поскольку плотность дистиллированной воды равна 1, то объем образца костной ткани равен А+В-С.

Таким образом, окончательная формула выглядит следующим образом

Предлагаемое изобретение поясняется фотографиями к клиническим примерам, на которых изображены:

Рис. 1 - ортопантомограмма пациентки Р.:

Рис. 2 - ортопантомограмма пациента М.

Клинический пример №1

Пациентка Р., 58 лет, обратилась по поводу ортопедического лечения для восстановления утраченного зубного ряда. После осмотра врача-ортопеда рекомендовано удаление 16, 27, 38 зубов, эндодонтическое лечение 32,31 зубов, восстановление зубного ряда несъемными протезами с опорой на дентальные имплантаты в области 16, 14, 25, 26, 36, 46 зубов. Из анамнеза пациентки: гипертоническая болезнь, артрит правого коленного сустава.

Пациентка направлена на ортопантографию, при осмотре рентгенограммы выявлен крупноячеистый характер костной ткани (рис. 1).

Под инфильтрационной анестезией 3,4 мл Артикаина было проведено удаление 16, 27, 38 зубов. В лунке удаленного 38 зуба был проведен забор костной ткани (межкорневая перегородка). Образец костной ткани был промыт, высушен и измерен на электронных весах (CAS MWP-300). Его вес составил 1,557 г. Далее взвешен заранее приготовленный шприц с дистиллированной водой, вес которого составил 18,455 г. Затем погрузили образец в шприц и измерили вес образца со шприцем на весах, он составил 19,250 г.

Плотность образца костной ткани был вычислен по формуле, где

А - вес образца костной ткани;

В - вес шприца с жидкостью;

С - вес шприца с жидкостью и образцом.

При оценке костной плотности при помощи компьютерной томографии, в области 16, 14, 25, 26, 36, 46 зубов, среднее значение денситометрии было выявлено на уровне 1770,421±34,18 у.е. Таким образом, показатель костной плотности у пациентки Р. близок к возрастным значениям, т.е. дополнительные методы исследования костной ткани данной пациентке не требуются. После завершения необходимого объема лечебных мероприятий в полости рта, планируется имплантации в области отсутствующих зубов.

Клинический пример №2

Пациент М., 56 лет, обратился с целью протезирования дефекта зубного ряда в области отсутствующего 46 зуба и жалоб на прикусывание щеки 48 зубом. Ранее, в другой клинике, установлен имплантат в области 26 зуба (в настоящее время на формирователе десны). Из анамнеза пациента - бронхиальная астма, атомический дерматит. Принимает больше 15 лет глюкокортикостероиды (пульмикорт в ингаляциях и преднизолон в виде мазей). При осмотре выявлена кариозная полость на 48 зубе и декубитальная язва на слизистой оболочке щеки в области 48 зуба. Рекомендовано удаление зуба.

Под инфильтрационной анестезией 1,7 мл р-ра Артикаина было проведено удаление 48 зуба. В лунке удаленного 48 зуба был проведен забор костной ткани (межкорневая перегородка). Образец костной ткани был промыт, высушен и измерен на электронных весах (CAS MWP-300). Его вес составил 1,388 г. Далее взвешен заранее приготовленный шприц с дистиллированной водой, вес которого составил 18,455 г. Затем погрузили образец в шприц и измерили вес образца со шприцем на весах, он составил 18,523 г.

Плотность образца костной ткани был вычислен по формуле:

где А - вес образца костной ткани;

В - вес шприца с жидкостью;

С - вес шприца с жидкостью и образцом.

Плотность образца костной ткани составила 1,052 г/см³, что меньше 1,5 г/см³ и не соответствует показателям костной ткани в норме.

При оценке костной плотности при помощи компьютерной томографии, в области 46 зуба, среднее значение денситометрии было выявлено на уровне 1015 у.е. Таким образом, показатель костной плотности у пациента М. статистически достоверно отличается от возрастных значений. Рекомендовано пройти денситометрию костной ткани и консультацию с врачом-эндокринологом.

В результатах нашего исследования мы ориентировались на показатели плотности костной ткани, представлены (Способ дифференциальной диагностики хронических воспалительных процессов в челюстных костях // Абдульянов В.А., Грубер Н.М., Галеев И.М.). Результаты данного исследования показателей костной ткани представлены в следующих публикациях: Мухамеджанова Л.Р. Гистоморфометрические особенности костной ткани альвеолярного отростка у больных генерализованным пародонтитом // Успехи современного естествознания, 2003. - №11. - C. 72; Латфуллин И.А., Мухамеджанова Л.Р. Особенности диагностики генерализованного пародонтита у пожилых людей // Клиническая геронтология. - 2003. - Т. 9. - №9. - С. 107; Мухамеджанова Л.Р. Особенности изменения минеральной плотности костной ткани у гастроэнтерологических больных // Материалы IV съезда Всероссийской Ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине, Москва, 2003. - С. 277; Мухамеджанова Л.Р., Абдульянов В.А. Морфологические особенности кортикального остеопороза альвеолярного отростка челюстей при генерализованном гингивите// Материалы Российского научного «Стоматологического форума-2003», Москва. - 2003. - С. 30-31.

Значения нормы костной плотности в наших исследованиях соответствовали данным выше приведенных авторов и были представлены в следующих публикациях: Ильина Р.Ю., Мухамеджанова Л.Р. Методы диагностики системного остеопороза у психически больных // Журнал «Вестник современной клинической медицины» - Том 7. - 2014. - Вып. 4. - С. 22-25; Ильина Р.Ю., Дзамуков Р.А. Новые методы диагностики снижения костной плотности челюстных костей // Практическая медицина. - Том 2. - 2015. - №4(89). - С. 50-54.

Результаты денситонометрии представлены в исследованиях Ронь Г.И., Еловикова Т.М., Уварова Л.В., Чибисова М.А. Цифровая диагностика практически здорового пародонта на трехмерной реконструкции конусно-лучевого компьютерного томографа// Проблемы стоматологии 2015, Т. 11 №3-4, стр. 32-37. В исследовании данных авторов представлены данные здоровой костной ткани, без воспалительных процессов в пародонте на уровне 1550-1650 у.е. Высокие значения единиц Хаунсфильда указывало на увеличение плотности костной ткани (например, плотность корней клыков на верхней челюсти соответствовала 2283 у.е.), а снижение значений свидетельствовало о порозности ткани и снижении ее плотности. Так, у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом плотность костной ткани определялась на 1065-1200 у.е.

При этом плотность костной ткани меньше 1,5 г/см³ была связана с остеопоретическими изменениями кости. При более высокой плотности костной ткани (больше 1,5 г/см³) показатели считались соответствующими физиологической норме и обнаруживались в группах здоровых добровольцев без патологических изменений в челюстных костях.

При показателях костной плотности ниже 1,5 г/см³ мы рекомендуем не применять инвазивные методы протезирования у пациентов (такие как установка дентальных имплантатов), рекомендовать дополнительное исследование костной ткани с целью исключения системного остеопороза (абсорбционную денситометрию) и включать в комплексное лечение заболеваний пародонта лекарственные препараты с антирезорбентным эффектом (усиливающих костный метаболизм).

Предлагаемый способ определения плотности костной ткани челюстных костей является точным объективным методом оценки состояния кости, возможным для применения в практической стоматологии. Способ не требует специального дорогостоящего оборудования, позволяет сразу получить результат и его интерпретировать. Способ может применяться для диагностики системного остеопороза и выбора метода протезирования у пациентов с сопутствующей патологией.

Изобретение относится к области медицины, в частности к стоматологии, и предназначено для определения плотности костной ткани в челюстных костях. Взвешивают шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды, погружают образец отобранной костной ткани в шприц и взвешивают шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды и образцом. По разности первоначального объема дистиллированной жидкости и объема первоначальной жидкости с образцом определяют объем образца костной ткани. При показателе плотности костной ткани выше 1,5 г/см³ и показателе денситометрии более 1550 у.е. рекомендуют дентальную имплантацию. При значениях ниже 1,5 г/см³ и 1550 у.е. рекомендуют дополнительное обследование на системный остеопороз. Изобретение позволяет максимально определить изменения в разных участках костной ткани челюстей и спрогнозировать оптимальную тактику дальнейшего ортопедического лечения. 2 пр., 2 ил.

Способ определения плотности костной ткани в челюстных костях, включающий сбор образцов костной ткани, взвешивание, отличающийся тем, что взвешивают шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды, погружают образец отобранной костной ткани в шприц и взвешивают шприц с первоначальным объемом дистиллированной воды и образцом, по разности первоначального объема дистиллированной жидкости и объема первоначальной жидкости с образцом определяют объем образца костной ткани, вычисляют плотность костной ткани по формуле

где

ρ_к - плотность костной ткани;

А - вес образца костной ткани;

В - первоначальный вес шприца с дистиллированной жидкостью;

С - вес шприца с дистиллированной жидкостью и образцом,

при этом при показателе плотности костной ткани выше 1,5 г/см³ и показателе денситометрии более 1550 у.е. рекомендуют дентальную имплантацию, а при значениях ниже 1,5 г/см³ и 1550 у.е. – дополнительное обследование на системный остеопороз.