Способ биометрической диагностики цифровых моделей зубов и челюстей Российский патент 2024 года по МПК A61C5/00 A61B6/02 G16H30/20 

Изобретение относится к стоматологии и может быть использовано в зубопротезировании и 3D-моделировании для оценки цифровых моделей зубов и челюстей, полученных путем преобразования из конусно-лучевой компьютерной томограммы или 3D-сканирования.

Известен механический способ измерений на гипсовых моделях челюстей, в соответствии с которым вручную выполняют конкретные измерения посредством механического приспособления (авт. свид. SU 1364332, А61С 19/04, 07.01.88). Известный способ позволяет измерять угол наклона опорных зубов, конфигурацию неба, угол наклона альвеолярного отростка

Недостаток способа, известного из описания к авторскому свидетельству SU 1364332, заключается в том, что он сложен и требует определенного навыка для выполнения, причем, вероятность погрешности при использовании известного способа больше, чем, например, при фотографической оценке.

Другим аналогом изобретения можно считать способ, предназначенный для биометрической диагностики направления и величины перемещения зубов при ортодонтическом лечении (пат. RU 2436538, А61С 7/00, 20.12.2011).

Способ, известный из RU 2436538, позволяет проводить анализ диагностических моделей, однако к его недостатком следует отнести субъективную процедуру оценки, имеющую определенный уровень погрешности из-за наличия «человеческого фактора». Можно также отметить, что при осуществлении способа, известного из RU 2436538, учитываются не все биометрические параметры.

Способы измерения моделей челюстей в ортодонтической практике с использованием цифровых технологий и искусственного интеллекта, в настоящее время, не известны.

Изобретение направлено на решение проблемы, заключающейся в создании способа, позволяющего проводить биометрическую диагностику моделей, которая не зависит от «человеческого фактора» и является наиболее точной по сравнению с мануальными методами расчета гипсовых моделей.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества диагностики и планирования ортодонтического лечения пациентов с зубочелюстными аномалиями, путем повышения точности проведения биометрических расчетов, минимизации временных затрат врача на проведение диагностики и расчета ортодонтических индексов, а также путем планирования и сравнения числовых данных до, в процессе и после их ортодонтического лечения.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, в которой способ биометрической диагностики цифровых моделей зубов и челюстей, включает внешний и внутриротовой осмотр пациента, сбор анамнеза, проведение конусно-лучевой компьютерной томограммы и формирование из конусно-лучевой компьютерной томограммы данных STL моделей или проведение внутриротового сканирования, получение цифровых STL моделей, оценку интерпретации и правильности обозначения точек и линейных измерений перед расчетом ортодонтических индексов искусственным интеллектом и загрузку полученных данных в личный кабинет пациента, созданный в облачном хранилище компьютерной программой, которая на основе обученного искусственного интеллекта, анализирует цифровые модели и формирует биометрический отчет, содержащий измерения зубов, челюстей и значения индексов, при этом программа распознает выполненные в виде шаблонов точки и линейные параметры на цифровых моделях, на которых программа была предварительно обучена и определяет признаки, отражающие патологию, причем, программа использует следующие диагностические точки и линейные параметры, согласно их анатомическому расположению: точки индекса Пона на молярах и премолярах верхней и нижней челюстей, мезиодистальные размеры коронок зубов по двум контактным точкам, вертикальные размеры зубов, поперечные размеры зубных рядов и длину переднего отрезка зубного ряда по контактным точкам между резцами верхней и нижней челюсти, затем для постановки диагноза и составления индивидуального комплексного плана лечения формируют список рассчитанных по контактным точкам линейных параметров, включающих определение соотношения суммы мезиодистальных размеров 12 зубов к длине зубной дуги, определение отношения суммы ширины коронок верхних резцов к нижним резцам, определение соотношения сегментов зубных дуг, определение ширины зубных дуг в области премоляров и моляров, определение длины переднего отрезка зубной дуги, определение ширины и длины апикального базиса, определение идеальной длины верхних резцов, определение соответствия между общими мезиодистальными размерами коронок постоянных зубов верхнего зубного ряда и общими мезиодистальными размерами коронок нижнего зубного ряда в переднем отделе и общее значение.

В частных случаях выполнения или использования способа, например, у детей определяют прогнозирования размеров непрорезавшихся клыков и премоляров, размеры зубных рядов во временном прикусе и ширину зубной дуги в области временных клыков на верхней и нижней челюсти в зависимости от суммы ширин нижних резцов.

В частных случаях выполнения или использования способ включает использование компьютерной программы Diagnocat, основанной на алгоритме искусственного интеллекта.

Технический результат достигается благодаря тому, что разработанный способ ликвидирует наличие «человеческого фактора» при анализе виртуальных моделей зубов и зубных рядов и оптимизирует процесс принятии клинических решений, повышая его точность, следовательно, уменьшает риск врачебных ошибок. Проведение диагностики и полноценной оценки моделей зубных рядов и зубов с использованием цифровых технологий дополняет данные клинического исследования, которые проводятся пациентам до ортодонтического лечения, влияют на выбор тактики лечения и определяют необходимость привлечения смежных специалистов.

Сущность изобретения поясняется фигурами чертежей, на которых показаны:

Фиг.1 - STL модель до лечения на элайнерах (пример 1)

Фиг.2 - STL модель после лечения на элайнерах (пример 1)

Фиг.3 - STL модель, полученная из конусно-лучевой компьютерной томограммы до ортодонтического лечения (пример 2).

При осуществлении способа программа, обученная под контролем специалистов, запоминает значения нормы и патологии и далее способна самостоятельно выдавать результат, который помогает врачу подтвердить или опровергнуть предварительный диагноз и в итоге поставить точный и обоснованный диагноз, выбрать соответствующую тактику лечения и при необходимости направить пациента к смежным специалистам для оказания комплексной стоматологической помощи. В течение нескольких минут искусственный интеллект формирует биометрический отчет, где содержится информация о мезиодистальных, вертикальных размерах всех зубов и зубных рядов, дано подробное описание биометрических индексов с указанием их нормы и отклонений полученных данных. Сформированный биометрический отчет используют для постановки точного диагноза, моделирования ортодонтических или ортопедических конструкций, для документирования клинической ситуации и разработки комплексного плана лечения, кооперации со смежными специалистами в стоматологии (терапевтами, ортопедами и т.д.)

На основании обработки полученных биометрических данных из цифровых моделей осуществляют полноценную диагностику. Отчет в программе формируется в течение нескольких минут. Программа формируется два вида биометрических отчетов: взрослый (для пациентов с постоянным прикусов) и детский (для пациентов с временным прикусом). Сам процесс диагностики от момента загрузки моделей в программу до оценки сформированного отчета может занимать 20-30 минут в зависимости от опыта врача. Также врачу необходимо самостоятельно оценить качество интерпретации и правильность обозначения точек и линейных измерений искусственным интеллектом перед расчетом этой технологией ортодонтических индексов. В данном случае цифровые технологии позволяют провести консультацию пациента, на основе полученных данных, и в дистанционном формате, используя компьютерные 3D-реконструкции элементов зубочелюстной системы. Наличие виртуальных моделей с уже произведенным расчетами в доступном варианте облегчает кооперацию между стоматологами других специальностей (ортопедов, зубных техников, терапевтов и т.д.) За счет этого обсуждение плана лечения с пациентом и другими врачами можно провести в день диагностики, что позволяет начать лечение как можно раньше.

Особенно актуально использование данного способа молодыми специалистами с небольшим клиническим опытом и отсутствием навыков грамотной и комплексной оценки биометрических данных, а также при наличии затруднений в расчетах и расшифровке биометрических индексов. Актуально использование данного способа и у опытных стоматологов, которые работают с большим количеством пациентов и не имеют достаточного количества времени для проведения ручных биометрических расчетов. В результате врач и пациент получает наглядный отчет, где обозначены проблемные области, и далее формируется план комплексной реабилитации пациента.

Проведенные испытания заявленного способа показали реализацию проведения альтернативного биометрического метода измерения моделей челюстей с использованием цифровых технологий и подтвердили повышение эффективности процесса диагностики и планирования лечения пациентов с патологиями, которые требуют оказания комплексной стоматологической помощи.

Осуществление заявленного способа иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1.

Пациент 23 лет с эстетическими жалобами на неровные зубы, промежутки между передними верхними зубами. Из анамнеза: ранее ортодонтическое лечение не проводилось. Проведен опрос, осмотр, фотопротокол, получены цифровые оттиски зубных рядов внутриротовым сканером. Виртуальные модели были загружены в программу для проведения биометрического анализа. Проведена цифровая биометрическая диагностика виртуальных моделей зубов и зубных рядов, рассчитаны биометрические индексы. По данным одонтометрического отчета были обнаружены значительные промежутки между зубами (тремы на верхней и нижней челюсти в области резцов и клыков, диастема на верхней челюсти 2, 5 мм) и микродентия боковых резцов верхней челюсти. Индекс Tonn составил 1.24, индекс составил Bolton anterior=79.1%, что подтверждает микродентию боковых резцов. При расчете индивидуального индекса Tonn было определено, что для закрытия трем между боковыми резцами и клыками требуется реставрация боковых резцов на 1 - 1.2 мм с каждой стороны. Был поставлен план лечения, который включал ортодонтическое лечение на элайнерах с целью закрытия диастемы на верхней челюсти и трем на нижней челюсти и последующее ортопедическое лечение - реставрация боковых резцов верхней челюсти композитными винирами с целью достижения максимально эстетического и функционального результата. На следующий день пациент был приглашен на повторную консультацию совместно с ортодонтом и ортопедом с целью согласования плана лечения. Демонстрация цифровых моделей помогла пациенту лучше понять тактику и последовательность планируемого лечения, а также повысила мотивацию пациента к лечению. Пациент согласился с планом лечения.

Срок лечения на элайнерах составил 12 месяцев. Были оставлены тремы между боковыми резцами и клыками на верхней челюсти для проведения ортопедического лечения. После окончания ортодонтического лечения проведено протезирование боковых резцов винирами.

Пример 2.

Пациент ребенок 12 лет. Со слов мамы пациента есть жалобы на неровные зубы. Из анамнеза: ранее ортодонтическое лечение не проводилось, до 4 лет была вредная привычка сосания большого пальца. Проведен сбор жалоб и анамнеза, осмотр, фотопротокол. Поставлен предварительный диагноз дистальная окклюзия в боковых отделах, сужение обеих челюстей, дефицит места для прорезывания постоянных клыков на верхней челюсти. Пациент направлен на КЛКТ исследование. КЛКТ данные были загружены в программу. Из КЛКТ данных были получены цифровые STL модели челюстей, был сформирован биометрических отчет. По данным отчета обнаружено сужение верхней и нижней челюсти на 4 мм в области премоляров и 3.8 мм в области моляров с помощью индекса Pont, дефицит места для прорезывания правого верхнего клыка составил 2 мм, левого верхнего клыка 0.5 мм. Индекс Tonn составил 1.39, что требует сепарации верхних резцов на 1 мм. Был подтвержден диагноз сужения челюстей и дефицита места для прорезывания клыков на верхней челюсти. С учетом числового значения дефицита было принято решение проводить ортодонтическое лечение на брекет-системе без установки несъемного расширяющего аппарата на верхнюю челюсть, но с проведением сепарации верхних резцов при необходимости. План лечения был обсужден и согласован с родителями пациента, начато ортодонтическое лечение.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для планирования ортодонтического лечения пациентов с зубочелюстными аномалиями. Проводят внешний и внутриротовой осмотр пациента, собирают анамнез, проводят конусно-лучевую компьютерную томографию или внутриротовое сканирование. Получают STL модель зубов и челюстей, проводят анализ STL модели зубов и челюстей в программе Diagnocat. При этом определяют индекс Пона, индекс Болтона, индекс Пона, вертикальные размеры зубов, соотношение суммы мезиодистальных размеров 12 зубов к длине зубной дуги, отношение суммы ширины коронок верхних резцов к нижним резцам, соотношение сегментов зубных дуг, ширину зубных дуг в области премоляров и моляров, длину переднего отрезка зубной дуги, ширину и длину апикального базиса, соответствие между общими мезиодистальными размерами коронок постоянных зубов верхнего зубного ряда и общими мезиодистальными размерами коронок нижнего зубного ряда в переднем отделе. Способ обеспечивает улучшение качества планирования ортодонтического лечения пациентов с зубочелюстными аномалиями за счет повышения точности проведения биометрических расчетов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

1. Способ планирования ортодонтического лечения пациентов с зубочелюстными аномалиями, заключающийся в том, что проводят внешний и внутриротовой осмотр пациента, собирают анамнез, проводят конусно-лучевую компьютерную томографию или внутриротовое сканирование, получают STL модель зубов и челюстей, проводят анализ STL модели зубов и челюстей в программе Diagnocat, при этом определяют индекс Пона, индекс Болтона, индекс Пона, вертикальные размеры зубов, соотношение суммы мезиодистальных размеров 12 зубов к длине зубной дуги, отношение суммы ширины коронок верхних резцов к нижним резцам, соотношение сегментов зубных дуг, ширину зубных дуг в области премоляров и моляров, длину переднего отрезка зубной дуги, ширину и длину апикального базиса, соответствие между общими мезиодистальными размерами коронок постоянных зубов верхнего зубного ряда и общими мезиодистальными размерами коронок нижнего зубного ряда в переднем отделе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что у детей определяют размер непрорезавшихся клыков и премоляров, размеры зубных рядов во временном прикусе и ширину зубной дуги в области временных клыков на верхней и нижней челюсти в зависимости от суммы ширин нижних резцов.