Способ построения 3D-модели конструктивного прикуса в полном цифровом протоколе Российский патент 2024 года по МПК A61C19/05 G06T17/00 

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической, хирургической и ортодонтической стоматологии, и предназначено для использования при определении и конструировании оптимального положения нижней челюсти, нижнечелюстных суставов и окклюзионной плоскости при диагностике, профилактике и лечении пациентов с травмирующим положением височно-нижнечелюстных суставов (ВНЧС).

Конструктивным прикусом называется функциональное положение челюстей, которое предполагается достичь в процессе лечения.

Зубочелюстная система (жевательный орган по проф. Р. Славичеку) - сложный функциональный аппарат, который состоит из челюстных костей, (ВНЧС), связочного и мышечного аппаратов, постуры. Слаженную работу всех этих систем обеспечивает правильное положение зубов. Если зубочелюстная система теряет свой баланс, то появляются многочисленные жалобы (боль в области суставов, щелчки при открывании рта, стираемость и эрозии зубов, шум в ушах, головные боли, напряжение мышц головы и шеи). В настоящее время из-за использования при протезировании зубов прочных стоматологический материалов, которые сложно сколоть и стереть, суставные жалобы стали бичом стоматологии.

Лечение пациентов с дефектами зубных рядов представляет сложную проблему создания протезов и ортодонтических аппаратов, отвечающих функциональным и эстетическим требованиям. Эти протезы должны восстанавливать индивидуальную окклюзию зубных рядов и не искажать привычные движения нижней челюсти. Правильно построенная форма зубных рядов восстанавливает функцию пережевывания пищи и работу височно-нижнечелюстного сустава.

Большим достижением в стоматологии стало появление цифровых технологий диагностики, планирования и конструирования предстоящего стоматологического лечения пациента. У врачей наконец появилась возможность до лечения обнаружить травмирующее положение височно-нижнечелюстных суставов, зубов, окклюзионной плоскости и в цифровой модели построить 3D-модели терапевтической окклюзии и точно перенести искомое положение в полость рта благодаря цифровой кооперации с зубными техниками.

Но до сих пор не внедрены протоколы и алгоритмы построения 3D-модели конструктивного прикуса. Ранее исследователи предлагали поиск наклона окклюзионной плоскости по плоскостным рентгеновским изображениям, не учитывая ассиметричное строение черепа и многочисленные составляющие зубочелюстной системы.

Существуют различные способы определения положения окклюзионной плоскости.

Известен способ определения индивидуальной топографии окклюзионной плоскости (RU 2504346 С1, опубл. 20.01.2014 г.), где на томограмме головы в сагиттальной проекции определяют межчелюстной угол между линиями, являющимися проекциями плоскости основания верхней челюсти между точками Spa и Рт и плоскости тела нижней челюсти между точками Me и Go, и проводят линию, касательную к скату суставного бугорка, а линию, являющуюся проекцией окклюзионной плоскости, определяют по формуле: Угол, образованный проекцией окклюзионной плоскости и линией, касательной к скату суставного бугорка, - С = межчелюстной угол, где С-постоянная константа, равная 30 градусам.

Известен способ построения окклюзионной плоскости по Р. Славичеку, который подразумевает, что окклюзионная плоскость образуется резцовым краем нижних резцов и дистальными бугорками первых нижних моляров. При этом окклюзионная плоскость с шарнирноорбитальной осью образует угол, равный 12,87°±5,99° («Жевательный орган». Р. Славичек, Азбука, 2008 г., с. 456).

Известен способ Е.Н. Жулева, предполагающий для построения окклюзионной плоскости использование HIP плоскости (Hamulus - Incisive Papilla / крючок крыловидного отростка клиновидной кости - межрезцовый сосочек), как наиболее стабильной по отношению к плоскости передней черепной ямки (Обоснование целесообразности использования HIP плоскости в стоматологии. Жулев Е.Н., Гайворонский И.В. Курский научно-практический вестник «Человек и здоровье». №4/2012).

Все вышеперечисленные методы имеют недостатки, связанные с использованием среднестатистических норм, которые подходят далеко не всем пациентам.

Наиболее близким аналогом является способ определения оптимального положения окклюзионной плоскости (RU №2610531, А61С 13/00, А61С 19/05, опубл. 13.02.2017). В способе предварительно определяют должные переднюю высоту лица и нового положения нижней челюсти по данным боковой телерентгенограммы. По полученным данным строят новый межчелюстной угол, определяют положение точки Xi. Путем деления межчелюстного угла в соотношении 27:73 строится прямая таким образом, чтобы она проходила на 0,72±0,7 мм выше точки Xi. Данная прямая будет являться проекцией оптимальной окклюзионной плоскости.

Недостатками известного способа являются:

- не учитывается позиционирование ВНЧС в центральное положение в суставной ямке;

- вышеуказанные вычисления проводятся на плоскостном рентгеновском снимке и не учитывают ассиметричное строение черепа слева и справа;

- не учитывается состояние мышечного аппарата;

- не учитывается форма и положение суставных дисков;

- не учитываются индивидуальные траектории движения височно-нижнечелюстных суставов;

- сложный перенос найденной величины непосредственно в рот пациента. Задачей данного изобретения является построение 3D-модели конструктивного прикуса с учетом положения ВНЧС, окклюзионной плоскости и степени открытия рта, а также точная передача модели в зуботехническую лабораторию.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения оптимального положения ВНЧС, нижней челюсти и окклюзионной плоскости и степени открывания рта и точный перенос расчетов в полость рта пациента.

Технический результат достигается за счет того, что способ построения 3D-модели конструктивного прикуса включает построение окклюзионной плоскости, причем проводят конусно-лучевую томографию, аксиографию и сканирование зубных дуг внутриротовым сканером, переносят полученные данные в компьютерную программу, наносят на 3D-модель черепа скелетные цефалометрические точки и осуществляют цефалометрический анализ костных тканей, определяют положение суставных головок и измеряют суставную щель височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) сзади, спереди и сверху на сагиттальных и аксиальном срезах томограммы, определяют положение суставного диска и измеряют его параметры, позиционируют суставные головки ВНЧС в центре суставных ямок с учетом положения и размеров суставного диска, проверяют величину лицевого угла между точками ANS-Xi-PNS, величина которого в норме составляет 45(±1) градусов, и в случае отклонения величины данного угла, определяют новое положение нижней челюсти путем ее вращения вокруг центра головки нижней челюсти, проверяют смыкание зубов и строят окклюзионную плоскость, которая проходит выше точек Xi на 0,72±0,7 мм и делит межчелюстной угол в соотношении 27:73, при этом точки Xi находятся в одной горизонтальной плоскости, и окклюзионная плоскость параллельна горизонтальной плоскости и выстраивают сферу Монсона, проходящую через резцовую точку нижних резцов и центральные точки Con суставных головок.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображена схема построения конструктивного прикуса в боковой проекции, где небная плоскость: соединение передней назальной ости и задней (ANS -PNS); окклюзионная плоскость: от режущего края нижнего резца до дистально-щечного бугра 36 и 46 зубов. Суставные головки ВНЧС находятся в центре суставной ямки. Красное-центральное положение суставных головок в суставных ямках. Фиолетовое - лицевой угол ANS-Xi-PNS 45(±1) градусов (черное). Зеленое - окклюзионная плоскость делит межчелюстной угол между плоскостью нижней челюсти (Me-Go) и небной плоскостью (ANS - PNS) в соотношении 27:73.

На фиг. 2 изображена схема построения конструктивного прикуса во фронтальной проекции. Мы видим окклюзионную плоскость спереди, проходящую через точки Xi; линию, проведенную через центры суставных головок точки con; центральную линию черепа. Голубые линии - окклюзионная плоскость и плоскость суставная (Con (R) Con (L)) находятся параллельно и горизонтально. Черная - вертикально центральная линия черепа находится перпендикулярно к окклюзионной и суставным плоскостям.

На фиг. 3-16 показана последовательность построения 3D-модели конструктивного прикуса на примере реального пациента.

На фиг. 16-26 показана последовательность построения 3D-модели конструктивного прикуса на примере реального пациента.

Для диагностики травмирующего положения ВНЧС и построения 3D-модели конструктивного прикуса последовательно выполняют конусно-лучевую объемную томографию челюстно-лицевой области, проводят аксиографию движения нижней челюсти, сканируют внутриротовым сканером зубные дуги. При наличии суставных жалоб делают Магнитно-резонансную томографию височно-нижнечелюстных суставов. При жалобах на мышечный спазм проводят миографию жевательных мышц.

Полученные данные загружают в компьютерную программу Prosystom p-Art, SDI Matrix.

На созданную 3D-компьютерную модель черепа наносят скелетные цефалометрические точки. По их совокупности осуществляют 3D-цефалометрический анализ костных тканей. При этом в перечень цефалометрических точек включают: А - наиболее углубленная точка на переднем контуре апикального базиса верхней челюсти; ANS - верхняя челюсть: край выступа верхней челюсти; В - наиболее углубленная точка нижнечелюстного симфиза; В1 резцовая - режущий край нижнего резца; Go - нижняя челюсть: пересечение плоскостей ветви и основания нижней челюсти; N (Nasion) - точка на передней части носолобного шва; О (Orbitale) - самая нижняя точка наружного края орбитальной полости, PNS - верхняя челюсть: край задней носовой ости; Pr (Porion) - точка, располагающаяся в самой верхней части наружного слухового прохода; Pm (protuberantia menti) - точка на переднем контуре подбородка, располагается посередине между Pog погонион и точкой В. и ряд других стандартных точек. Дополнительно к ним включают две скелетные точки Xi- центры ветвей нижней челюсти справа и слева. Так же в исследовании обращают внимание на построенные по этим точкам плоскости: Франкфуртская горизонтальная плоскость: от Pr (Porion) до О (Orbitale) - Ро-О; Нижнечелюстная плоскость: от Go (Gonion) до Me (Menton) - Go-Me; Небная плоскость, соединяющая переднюю назальную ость и заднюю (ANS - PNS); Окклюзионная плоскость от В1 до дистально-щечного бугра 36 и 46 зубов; Лицевой угол между точками ANS-Xi-PNS; угол ANB.

Так же на конусно-лучевой объемной томографии измеряют суставную щель ВНЧС (сзади, спереди, сверху) на сагитальных и аксиальном срезах. На МРТ определяют положение суставного диска и измеряют его параметры.

Проводят анализ положения суставных головок и изменение суставной щели. При помощи цифрового вариатора в программе Prosystom p-Art, SDI Matrix перемещают суставные головки в центр суставной ямки.

По полученным данным проверяется лицевой угол между точками ANS-Xi-PNS, его величина должна быть 45 градусов ±1 градус. Если у пациента есть отклонения от величины данного угла, то при помощи цифрового вариатора на цифровой модели в программе Prosystom p-Art, SDI Matrix открывают или закрывают рот виртуального пациента. После чего корректируют положения суставных головок в центральное положение после закрытия лицевого угла. Проверяют смыкание зубов при таком положении суставных головок и при необходимости корректируют положение головок, учитывая при этом выравнивание центра подбородка и добиваются, расположение точек Xi на одной горизонтали и вершин суставных головок на параллельной горизонтали.

Настраивают окклюзионную плоскость таким образом, чтобы она проходила через точку выше точек Xi на 0,72±0,7 мм и делила межчелюстной угол в соотношении 27:73. Далее выстраиваем сферу Монсона, которая должна проходить через резцовую точку нижних резцов и точки Con в центре суставных головок.

При сильной ассиметрии лица находим средне-взвешанное положение всех показателей и отправляем цифровые модели в конструктивном прикусе, индивидуальные треки движения нижней челюсти и положение окклюзионной плоскости или сферы Монсона зубному технику для цифрового моделирования и фрезирования или печати сплинта, или коронок, или накладок.

Рекомендуется провести адаптацию пациента к новому конструктивному прикусу на сплинте или временных коронках, добиваясь расслабления жевательных мышц самостоятельно или при помощи физиотерапии, иглорефлексотерапии или остеопатии. Для сохранения полученного результата необходима консультация врача ортопеда или остеопата для выравнивания других плоскостей в теле человека.

Способ позволяет упростить диагностику и снизить трудоемкость планирования ортодонтического, хирургического и ортопедического лечения пациентов с травмирующим положением ВНЧС (височно-нижнечелюстных суставов), профилактировать появление проблем в ВНЧС в процессе или после стоматологического лечения, повысить качество лечения таких пациентов, сократить временные и человеческие ресурсы при проведении реабилитации ортодонтических, хирургических и ортопедических пациентов с травмирующим положением ВНЧС и определить оптимальное соотношение челюстей и положение окклюзионной плоскости у пациентов с отсутствием боковых зубов и потерей прикуса, у пациентов с патологическим прикусом.

Нами было проведено данное планирование более чем 200 пациентов. В результате такого планирования и конструирования 3D-модели конструктивного прикуса в цифровом протоколе удалось вылечить пациентов без появления или с устранением суставных жалоб.

Пример 1. Пациент Т. 58 лет обратился в клинику с жалобами на отсутствие зубов, нарушение эстетики и жевания.

Традиционным методом при помощи восковых шаблонов определили положение нижней челюсти и высоту прикуса. В данном положении сделали КТ, аксиографию, внутриротовое сканирование и сшили полученные данные в программе Prosystom p-Art, SDIMatrix.

Проведен 3D цефалометрический анализ. На модели черепа отмечены основные цефалометрические точки и плоскости. Проведены измерения основных параметров (Фиг. 3 и 4).

Проведена аксиография и записано движение нижней челюсти (Фиг. 5). Проведено внутриротовое сканирование (Фиг. 6). Определены точки контактов между зубами (Фиг. 7). Проведено измерение суставов (Фиг. 8).

По результатам обследования выявлены следующие проблемы:

Нефиксированный прикус.

Суставные головки находятся не симметрично в суставных ямках.

Лицевой угол 41 градус, что говорит о значительном снижении высоты лица.

Окклюзионная плоскость 14 градусов к небной плоскости за счет вертикального смещения зуба 47.

Приступаем к построению 3D-модели конструктивного прикуса для изготовления протезов (Фиг. 9).

Ставим головки суставов в центральное положение (Фиг. 9).

Открываем рот до открытия лицевого угла до 45 градусов (Фиг. 10), корректируем центрирование суставов. Строим окклюзионную плоскость выше точек Xi на 0,65 мм и в соотношении 27:73, деля межчелюстной угол (Фиг. 11). Строим сферу Монсона с центром сферы на петушином гребне свода черепа, пересекающую вершины резцов нижней челюсти и центры суставных головок (Фиг. 12).

Передаем зубному технику в цифровом формате модели зубов в новом конструктивном прикусе, индивидуальные треки движения нижней челюсти, новое положение окклюзионной плоскости и сферы Монсона.

Зубной техник в цифровом формате моделирует новые зубы (Фиг. 13). Все дальнейшие работы будут проводиться в данной моделировке. Значительно сокращая количество манипуляций.

Планирование хирургического шаблона для имплантации по сформированному цифровому моделированию (Фиг. 14).

Устанавливаются имплантаты и фиксируются временные коронки на имплантаты на нижнюю челюсть и телескопический бюгельный протез на верхнюю челюсть (Фиг. 15).

Суставы находятся в оптимальном положении (Фиг. 16).

Пример 2. Пациентка Л 11 лет обратилась к ортодонту с жалобами на эстетику и неправильный прикус.

Проведено: КТ (Фиг. 17), аксиография (Фиг. 20), сканирование зубов (Фиг. 21). Результаты исследований загружены в программу Просистом П-Арт, SDI Matrix (Фиг. 22).

Проведен 3D цефалометрический анализ (Фиг. 18).

Проведено измерение суставов (Фиг. 19).

Проведена аксиография (Фиг. 20).

Сделаны сканы челюстей (Фиг. 18).

По результатам исследования установлено:

Скелетный 3 класс по Энглю, ретрузия резцов, снижен лицевой угол до 41 градусов, низкий угол наклона окклюзионной плоскости к небной плоскости 7,5 градусов, крайне сужены суставные щели, ограничение открывания рта.

В цифровом вариаторе в программе Просистом П-Арт, SDI Matrix суставные головки установлены в центральное положение в суставных ямках и открыт рот до 45 градусов лицевого угла (Фиг. 19).

Сконструирована окклюзионная плоскость выше точек Xi на 0,79 мм в соотношении 27:73 деля межчелюстной угол (Фиг. 23).

Получен новый конструктивный прикус, который передан в зуботехническую лабораторию (Фиг. 24).

Техник смоделировал и изготовил временные коронки на нижние моляры и премоляры (Фиг. 25).

Коронки зафиксированы в рот пациента и начато ортодонтическое лечение (Фиг. 26). Таким образом, врач вовремя увидел проблему в ВНЧС на этапе, когда еще нет жалоб у пациента, построил план дальнейшего лечения с учетом оптимального положения суставов, наклона окклюзионной плоскости и раскрытию рта.

Изобретение относится к медицине, а именно к способу построения 3D-модели конструктивного прикуса. Проводят конусно-лучевую томографию, аксиографию и сканирование зубных дуг внутриротовым сканером. Полученные данные переносят в компьютерную программу, наносят на 3D-модель черепа скелетные цефалометрические точки и осуществляют цефалометрический анализ костных тканей. Определяют положение суставных головок и измеряют суставную щель височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) сзади, спереди и сверху на сагиттальных и аксиальном срезах томограммы. Определяют положение суставного диска и измеряют его параметры, позиционируют суставные головки ВНЧС в центре суставных ямок с учетом положения и размеров суставного диска. Проверяют величину лицевого угла, которая в норме составляет 45(±1) градусов. Корректируют положение суставных головок, определяют новое положение нижней челюсти путем ее вращения вокруг центра головки нижней челюсти, проверяют смыкание зубов. После чего строят окклюзионную плоскость, которая проходит выше точек Xi на 0,72±0,7 мм и делит межчелюстной угол в соотношении 27:73. При этом суставные головки находятся в одной горизонтальной плоскости, и окклюзионная плоскость параллельна горизонтальной плоскости суставных головок. Выстраивают сферу Монсона, проходящую через резцовую точку нижних резцов и точки Con в центре. Достигается повышение точности определения оптимального положения ВНЧС, нижней челюсти, окклюзионной плоскости и степени открывания рта, а также точный перенос расчетов в полость рта пациента. 26 ил., 2 пр.

Способ построения 3D-модели конструктивного прикуса, включающий построение окклюзионной плоскости, причем проводят конусно-лучевую томографию, аксиографию и сканирование зубных дуг внутриротовым сканером, переносят полученные данные в компьютерную программу, наносят на 3D-модель черепа скелетные цефалометрические точки и осуществляют цефалометрический анализ костных тканей, определяют положение суставных головок и измеряют суставную щель височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) сзади, спереди и сверху на сагиттальных и аксиальном срезах томограммы, определяют положение суставного диска и измеряют его параметры, позиционируют суставные головки ВНЧС в центре суставных ямок с учетом положения и размеров суставного диска, проверяют величину лицевого угла, величина которого в норме составляет 45(±1) градусов, и в случае отклонения величины данного угла корректируют положение суставных головок, определяют новое положение нижней челюсти путем ее вращения вокруг центра головки нижней челюсти, проверяют смыкание зубов и строят окклюзионную плоскость, которая проходит выше точек Xi на 0,72±0,7 мм и делит межчелюстной угол в соотношении 27:73, при этом суставные головки находятся в одной горизонтальной плоскости, и окклюзионная плоскость параллельна горизонтальной плоскости суставных головок, и выстраивают сферу Монсона, проходящую через резцовую точку нижних резцов и точки Con в центре суставных головок.