Способ компьютерной диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата у ортодонтических пациентов Российский патент 2023 года по МПК A61B6/14 A61B6/03 A61B5/107 A61B8/13 A61C19/04 

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии и лучевой диагностике, и может быть использовано для диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата с целью формирования индивидуальных и комплексных планов ортодонтического лечения пациентов с патологией окклюзии (код по МКБ - К07) с привлечением специалистов общего профиля. Способ основывается на данных конусно-лучевой компьютерной томографии в естественной окклюзии. Метод основан на проведении двух референтных плоскостей: плоскости верхней челюсти, проходящей через цефалометрические ориентиры SNA (spina nasalis anterior, передняя носовая ость) и SNP (spina nasali sposterior, задняя носовая ость), и плоскости нижней челюсти, проходящей через цефалометрические ориентиры Go (Gonion) и Me (Menton). С целью обозначения верхней и нижней границ исследуемого объема верхних дыхательных путей на сагиттальном срезе плоскости верхней челюсти и нижней челюсти продлеваются до пересечения с задней стенкой ротоглотки. Расчет объема верхних дыхательных путей проводится в программе для 3D цефалометрических расчетов (Dolphin Imaging & Management Solutions, InVivoDental и др.). При значениях объема дыхательных путей в пределах 12374-17136 мм³ анатомо-функциональное состояние зубочелюстного аппарата соответствует норме. При значениях менее 12 374 мм³ выходит за границы нормативных показателей и указывает на наличие сужения верхних дыхательных путей. Способ обеспечивает диагностику морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата за счет определения положения верхней и нижней челюстей.

На сегодняшний день одной из наиболее распространенных форм зубочелюстных аномалий является аномалия прикуса в сагиттальной плоскости. Дистальный прикус диагностируется в 62% случаев от общего числа ортодонтических пациентов, принятых на лечение на несъемной и съемной ортодонтической аппаратуре [1]. На высокую распространенность аномалии II класса указывают работы Proffit W.R. (2017) и Нанда Р. (2016), что авторы связывают с наличием большого числа этиологических факторов, участвующих в формировании данной патологии [2, 3].

Еще в 1907 году Angle продемонстрировал, что аномалия II класса 1 подкласса развивается на фоне обструкции верхних дыхательных путей и ротового типа дыхания, которое ведет к формированию высокого неба, сужения апикального базиса верхней челюсти, протрузии передней группы зубов на верхней челюсти, удлинению переднего отдела верхнего зубного ряда [4]. Патология органов дыхания является одним из этиологических факторов формирования аномалии прикуса II класса.

В свою очередь, отклонения цефалометрических параметров от значений нормы также отражается на состоянии дыхательных путей. Увеличение значений углов SNB и ANB, позволяющих оценить расположение верхней и нижней челюстей, сопровождается уменьшением ширины верхних дыхательных путей. На фоне заднего положения нижней челюсти увеличивается вероятность формирования синдрома обструктивного апноэ в ночное время [5]. В исследовании Silva и соавт. (2015) была также обнаружена значительная корреляция между параметрами ротоглотки и носоглотки и значениями угла SNB, а также размером нижней челюсти. Установлено, что у пациентов с задним положением нижней челюсти наблюдается сужение верхних дыхательных путей в отличие от пациентов с ортогнатическим прикусом [6]. Кроме того, была установлена корреляция между типом роста пациента и состоянием верхних дыхательных путей: при вертикальном типе роста отмечается сокращение в размере дыхательных путей [7].

Оценка состояния дыхательных путей возможна на основании данных телерентгенограммы в боковой проекции. Однако данное рентгенологическое исследование является двухмерным способом анализа состояния дыхательных путей и не позволяет провести расчет параметров во всех плоскостях (вертикальной, сагиттальной и трансверзальной). Более точным методом исследования состояния дыхательных путей является компьютерная томография. Благодаря трехмерному анализу возможна точная визуализация и измерение объема носоглотки, ротоглотки и гортаноглотки.

На современном этапе развития ортодонтии не существует единого протокола оценки состояния верхних дыхательных путей: разные анализы предлагают свои цефалометрические ориентиры для измерения объема. В исследованиях Schendel и соавт. (2012) область оценки состояния верхних дыхательных путей была ограничена PNS (spina nasalis posterior) и передне-верхней границей четвертого шейного позвонка, что анатомически соответствует расположению надгортанника [8]. Однако в силу того, что у пациентов с дистальным прикусом, как правило, наблюдаются такие нарушения со стороны опорно-двигательной системы, как лордоз в шейном отделе позвоночника, данный способ диагностики является не совершенным. Кроме того, во время проведения сканирования челюстно-лицевой области возможен наклон головы, который влияет на положение шейных позвонков, что приведет к потери точности полученных данных.

В исследовании Ogawa и соавт. (2007) анализируемая область верхних дыхательных путей была ограничена сверху плоскостью, проходящей через самую дистальную точку твердого неба параллельно франкфуртской горизонтали, снизу - плоскостью, проходящей через самую передне-нижнюю точку второго шейного позвонка параллельно франкфуртской горизонтали, которая соединяет верхний край наружного слухового прохода и самую глубокую точку глазницы. Однако франкфуртская горизонталь является тяжело визуализируемой плоскостью при проведении анализа. Наложение костных структур не всегда позволяет хорошо визуализриовать точку porion (верхняя точка наружного слухового прохода), что также влияет на достоверность проводимых измерений [9].

Позднее методика анализа Ogawa и соавт. (2007) была модифицирована: пространство ротоглотки было ограничено небной плоскостью (ANS-PNS) по верхней границе и плоскостью ей параллельной, которая проходит через наиболее передне-нижнюю точку второго шейного позвонка, по нижней границе [10]. Однако, в виду возможного наличия ротации шейных позвонков у пациентов с дистальным прикусом, данный метод расчета объема верхних дыхательных путей также не является объективным.

Наиболее близким из известных отечественных аналогов является способ оценки диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата [12]. Способ осуществляют по данным конусно-лучевой компьютерной томографии с определением положения языка в сагиттальной и фронтальной плоскостях. В сагиттальной плоскости определяют по расстоянию (Р1Т1) мм, (Р2Т2) мм, (Р3Т3) мм от точек, расположенных на слизистой неба (P1, Р2, Р3) от вершины задней носовой ости (SpP) на расстоянии 10 мм (Р1), 20 мм (Р2) и 30 мм (Р3), находящихся на уровне срединного небного шва до спинки языка. При расстоянии Р1Т1, Р2Т2, Р3Т3, равном 0-2 мм, анатомо-функциональное состояние зубочелюстного комплекса находится в норме. При расстоянии Р1Т1, Р2Т2, Р3Т3 более 2 мм анатомо-функциональное состояние зубочелюстного комплекса нарушено. Во фронтальной плоскости положение языка определяют по расстоянию (TR1TL1, TR2TL2, TR3TL3) от боковых поверхностей языка до слизистой неба на уровне перпендикуляров, проведенных из вышеуказанных точек на слизистой неба (P1, Р2, Р3) к спинке языка (T1, Т2, Т3). При расстоянии между ними, равном 0-2 мм анатомо-функциональное состояние зубочелюстного комплекса находится в норме. При расстоянии между точек от боковых поверхностей языка до слизистой неба (TR1TL1, TR2TL2, TR3TL3) на уровне перпендикуляров, проведенных из вышеуказанных точек на слизистой неба (P1, Р2, Р3) к спинке языка (T1, Т2, Т3) более 2 мм анатомо-функциональное состояние зубочелюстного комплекса нарушено.

Недостатками прототипа являются отсутствие высокой точности в связи с невозможностью достижения абсолютно статичного положения языка в покое (пациент совершает рефлекторные глотательные движения во время проведения исследования); субъективность метода на фоне недостаточной визуализации мягкотканных ориентиров по данным конусно-лучевой компьютерной томографии; трудоемкость выполнения методики диагностики в виду необходимости построения дополнительных ориентиров при проведении исследования.

Заявленное изобретение свободно от указанных недостатков.

Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности способа за счет использования в качестве границ исследуемой области верхних дыхательных путей костных структур - плоскости верхней челюсти и плоскости нижней челюсти.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата путем сканирования челюстно-лицевой области с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии и определения состояния верхних дыхательных путей, отличительной особенностью является то, что в качестве верхней и нижней границы исследуемой области в сагиттальной плоскости используются костные ориентиры - плоскость верхней челюсти и плоскость нижней челюсти соответственно, проведенные до пересечения с задней стенкой глотки, а передней, задней и боковыми границами исследуемой области являются стенки ротоглотки, измерение объема которой проводится с помощью программ, используемых для трехмерного цефалометрического анализа (Dolphinlmaging&ManagementSolutions, InVivoDentalnflp.), и при значениях в пределах 12374-17136 мм³ морфофункциональное состояние зубочелюстного аппарата соответствует норме, а при значениях менее 12374 мм³ выходит за границы нормативных показателей.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование проводят с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) с разрешением 17×15 см путем сканирования челюстно-лицевой области, выполненной в естественной окклюзии со стандартизацией полученного изображения в трех плоскостях с целью достижения естественного положения головы в пространстве. С целью обозначения верхней и нижней границ исследуемой области проводятся две референтные плоскости соответственно - плоскость верхней челюсти, которая проходит через цефалометрические ориентиры ANS (spina nasalis anterior, вершина передней носовой ости) и PNS (spina nasalis posterior, задняя носовая ость), и плоскость нижней челюсти, которая проходит через цефалометрические ориентиры Go (gonion, наиболее выступающая точка угла нижней челюсти) и Me (menton, наиболее нижняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти в месте наложения симфиза). Передней, задней и боковыми границами исследуемой области являются стенки глотки. Измерение объема ротоглотки проводится в программе для трехмерного цефалометрического анализа (Dolphin Imaging&Management Solutions, InVivo Dental и др.). При объеме 12374-17136 мм³, морфофункциональное состояние зубочелюстного аппарата находится в пределах нормы. При значениях объема менее 12374 мм³ морфофункциональное состояние зубочелюстного аппарата нарушено.

Заявленный способ был опробирован на учебно-клинической базе кафедры стоматологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет».

По указанный методике проводилась оценка состояния верхних дыхательных путей у 110 ортодонтических пациентов: 100 пациентов с зубочелюстной аномалией II класса по классификации Энгля, дистальным прикусом (К 07.2 по МКБ), и 10 пациентов с нейтральной окклюзией, не нуждавшихся в ортодонтическом лечении.

Длительность проведения необходимых расчетов по оценке состояния верхних дыхательных путей:

Длительность составила 3 минуты.

На основании полученных диагностических данных при наличии нарушения морфофункционального состояния верхних дыхательных путей пациентам была предложена соответствующая тактика ортодонтического лечения.

Клинический пример.

Пациент А, 18 лет, обратился за ортодонтической помощью на учебно-клиническую базу кафедры стоматологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет» с жалобой на неправильное положение зубов. На основании клинического осмотра и КЛКТ исследования челюстно-лицевой области был поставлен диагноз: зубочелюстная аномалия - зубоальвеолярный II класс, скелетный II класс, профиль мягких тканей - прямой, сужение верхней челюсти в области премоляров и моляров, аномалии положения, нарушение торка и ангуляции отдельных зубов, множественные тремы на нижней челюсти, глубокое резцовое перекрытие, код по МКБ - К 07.20.

До начала ортодонтического лечения объем верхних дыхательных путей, ограниченный плоскостью верхней челюстью и плоскостью нижней челюсти, составлял 10400 мм³, что указывало на нарушение морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата. По данным трехмерного цефалометрического анализа угол SNA составил 86.2°, угол SNB - 80,8°, что указывает на ретроположение нижней челюсти относительно верхней челюсти.

После обследования по предлагаемому способу диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата и составления плана было предложено ортодонтическое лечение на несъемной ортодонтической аппаратуре (брекет-системе). В процессе лечения была использована дополнительная ортодонтическая аппаратура с целью антеризации нижней челюсти.

Провели динамическое наблюдение пациента через 18 месяцев от начала ортодонтического лечения и выполнили аналогичное контрольное обследование по предлагаемому способу диагностики морфофункционального состояния зубо-челюстного аппарата.

После 18 месяцев ортодонтического лечения объем верхних дыхательных путей увеличился на 3100 мм³ и составил 13500 мм³, что соответствует норме. Значение угла SNB также увеличилось на 3,2° и составило 84°.

Приведенный пример подтверждает обеспечение заявленным способом высокой точности и информативности диагностического обследования.

Список использованных источников информации

1. Папазян А.Т. Диагностическая ценность анализа длины апикальных базисов челюстей при ортодонтическом лечении пациентов с дистальной окклюзией / Папазян А.Т. // Стоматология детского возраста и профилактика. - 2008. - No 4. - С. 67-69.

2. Proffit W.R., Fields H.W., Sarver D.M. Contemporary Orthodontics. St. Louis: Mosby Elsevier, 2017 - C. 210.

3. Нанда P. Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии / Р. Нанда. - М.: МЕД-пресс-информ, 2016 - С. 200.

4. Angle Е. Treatment of malocclusion of the teeth. Philadelphia: SS White Manufactur-ingCompany; 1907 - C. 26-28.

5. Alves P.V., Zhao L., O'Gara M, Patel P.K., Bolognese A. Three-dimensional cephalometric study of upper airway space in skeletal class II and III healthy patients. J Craniofac Surg. 2008; 19:1497-1507.

6. Silva N.N., Lacerda R.H.W., Silva A.W.S., Ramos T.B. Assessment of upper airways measurements in patients with mandibular skeletal Class II malocclusion. Dental Press. J. Orthod. 2015 - Sep-Oct; 20(5): 86-93.

7. Zhong Z., Tang Z., Gao X., Zeng X.L. A comparison study of upper airway among different skeletal craniofacial patterns in nonsnoring Chinese children. Angle Orthod. 2010; 80(2):267-274.

8. Schendel, Stephen et al. "Airway growth and development: a computerized 3-dimensional analysis." Journal of oral and maxillofacial surgery: official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons 70 9 (2012): 2174-83.

9. Ogawa T, Enciso R, Shintaku WH, Clark GT. Evaluation of cross-section airway configuration of obstructive sleep apnea. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral RadiolEndod. 2007; 103(1): 102-108. doi: 10.1016/j.tripleo.2006.06.008

10. Vidya & G В., Dinesh & Balakrishna, Ramdas & Khan, Asim. (2020). Comparison of 3 dimensional airway volume in class I patients, class II and class III skeletal deformities. 7. 2020.

11. Арсенина О.И., Гайрбекова Л.А., Махортова П.И., Попова А.В., Попова Н.В., Шишкин К.М. - RU 2733036 С1 МПК А61В 6/03 2006 г (прототип).

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии и лучевой диагностике. Проводят сканирование челюстно-лицевой области с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии с разрешением 17×15 см в естественной окклюзии. Определяют анатомо-функциональные характеристики дыхательных путей. В качестве верхней и нижней границ исследуемой челюстно-лицевой области используют костные ориентиры: плоскость верхней челюсти, проходящей через вершину передней носовой ости (ANS) и заднюю носовую ость (PNS), и плоскость нижней челюсти, проходящей через наиболее выступающую точку угла нижней челюсти (Go) и наиболее нижнюю точку на нижнем контуре тела нижней челюсти в месте наложения симфиза (Me), до их пересечения с задней стенкой глотки на сагиттальном срезе. При этом в качестве передней, задней и боковых границ исследуемой области выбирают стенки глотки. Трехмерную визуализацию и последующее измерение объема ротоглотки проводят в программе для проведения 3D цефалометрических расчетов. При значениях объема ротоглотки 12374-17136 мм³ морфофункциональное состояние верхних дыхательных путей соответствует норме. При значениях объема ротоглотки менее 12374 мм³ определяют наличие патологического заднего положения нижней челюсти. Способ позволяет повысить точность и информативность диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата при планировании ортодонтического лечения у пациентов с зубочелюстной аномалией. 1 пр.

Способ компьютерной диагностики морфофункционального состояния зубочелюстного аппарата у ортодонтических пациентов, включающий сканирование челюстно-лицевой области с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии с разрешением 17×15 см в естественной окклюзии, определение анатомо-функциональной характеристики дыхательных путей, измерение в сагиттальной плоскости с использованием в качестве одной из референтных точек задней носовой ости (PNS), отличающийся тем, что в качестве верхней и нижней границ исследуемой челюстно-лицевой области используют костные ориентиры: плоскость верхней челюсти, проходящей через вершину передней носовой ости (ANS) и PNS, и плоскость нижней челюсти, проходящей через наиболее выступающую точку угла нижней челюсти (Go) и наиболее нижнюю точку на нижнем контуре тела нижней челюсти в месте наложения симфиза (Me), до их пересечения с задней стенкой глотки на сагиттальном срезе, при этом в качестве передней, задней и боковых границ исследуемой области выбирают стенки глотки; трехмерную визуализацию и последующее измерение объема ротоглотки проводят в программе для проведения 3D цефалометрических расчетов, и при значениях объема ротоглотки 12374-17136 мм³ морфофункциональное состояние верхних дыхательных путей соответствует норме, а при значениях объема ротоглотки менее 12374 мм³ определяют наличие патологического заднего положения нижней челюсти.