СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ РОСТА ЧЕЛЮСТЕЙ В ПЕРИОД ПРИКУСА ПОСТОЯННЫХ ЗУБОВ Российский патент 2024 года по МПК A61B6/51 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к стоматологии, а именно к ортодонтии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии. В частности изобретение относится к способу определения основного направления роста челюстей человека в период прикуса постоянных зубов. Более точно, изобретение относится к диагностике и планированию лечения зубочелюстно-лицевых аномалий.

Уровень техники

Индивидуальный подход к диагностике зубочелюстных аномалий приобретает в настоящее время все большее значение. При планировании ортодонтического и комплексного лечения, и выборе конструкции аппаратов необходимо учитывать направление роста челюстей, т.к. данный фактор влияет на длительность лечения и сроки ношения ретенционного аппарата.

Различают три основных направления роста челюстей: нейтральное, горизонтальное и вертикальное. Множество методик и параметров используются, чтобы определить направление роста челюстей. Так, метод по Ярабаку базируется на телерентгенографических анализах по Бродбенту, Бйорку, Даунсу, Штайнеру, Рикеттсу, Сассуни и др. Направление роста челюстей (ротацию нижней челюсти) по Ярабаку определяют на основании соотношения суммы углов к высоте лица. Угол лицевой оси рекомендовал рассматривать Clark для прогноза направления роста. Ф.Я. Хорошилкина отмечала информативность угла NSe MP для определения типа роста нижней челюсти. А.Р. Schopf, H.G. Sergl, A. Bjork проверили эти данные и их подтвердили. Ю.М. Малыгин, А.В. Берсенев (2006), определили с высокой степенью статистической гарантированности (р<0,001) различия наиболее информативных размеров для характеристики направления роста челюстей, в том числе ∠NS MP, ∠Sum, ∠NS MeGo, ∠NS ML и соотношения S-Go:N-Me⋅100 в группах при горизонтальном, нейтральном, вертикальном направлениях роста челюстей и установили сильные корреляционные связи между величинами параметров. По данным A. Jacobson не существует единой методики определения тенденции роста лицевого отдела черепа по данным цефалометрического анализа телерентгенограммы головы в боковой проекции.

Так, из документа RU 2120235 известен способ определения роста челюстей человека, согласно которому выполняют боковую телерентгенограмму головы пациента, определяют цефалометрические показатели гнато- и краниометрии по следующим параметрам: углу наклона нижней челюсти к основанию черепа, базальному углу челюстей, углу наклона верхней челюсти к основанию черепа, углу наклона линии подбородка, углу лицевой оси. Далее составляют отношение суммы угла ротации верхней челюсти и межчелюстного базального угла к разности угла наклона подбородка с углом лицевой оси, суммированный с углом наклона нижней челюсти к основанию черепа, и в случае, если это отношение больше единицы, устанавливают вертикальную тенденцию роста челюстей, если меньше - горизонтальную тенденцию, а при равенстве единице - нейтральную.

В качестве недостатка такого способа можно указать, что оценка пяти параметров, составление отношения суммы угла ротации верхней челюсти и межчелюстного базального угла к разности угла наклона подбородка с углом лицевой оси, является трудоемким в выполнении и достаточно длительным по времени, а также требует специальных навыков от исследователя.

Осуществление каждого замера может сопровождаться небольшим отклонением измерения, в результате чего суммарная ошибка измерения становится достаточно значительной. Логично предположить, что чем больше замеряемых параметров, тем значительнее может оказаться суммарная ошибка измерения.

Также из документа RU 2717273 известен способ оценки роста лицевого скелета по ТРГ для определения, по какому типу роста шло формирование той или иной аномалии прикуса. В данном известном способе для оценки роста лицевого скелета используется пять параметров, а именно: P1=(or-gn)×100/(ss'-cc'); P2=co(n-pg)×100/icm(n-se); P3=or(co-go)×100/or(me-com); P4=co(n-ss)×100/fn(n-se), P5=ss(se-ram)×100/(fn(n-se)+fn(me-com)). При выполнении условий 101≤P1≤119, 82≤Р2≤94, 86≤Р3≤95, 160≤Р4≤180, 66≤Р5≤75, тип роста лицевого скелета определяют как нейтральный. При выполнении условий Р1<101, Р2>94, Р3>95, Р4>180, Р5>75 тип роста лицевого скелета определяют как горизонтальный. При Р1>119, Р2<82, Р3<86, Р4<160, Р5<66 тип роста лицевого скелета определяют как вертикальный.

Способ, раскрытый в документе RU 2717273 является информативным, но построение системы координат через касательную линию и выполнение условий затрудняет применение данного способа в практической работе. Определение множества точек очень трудоемко и требует больших временных затрат в практике врачей-ортодонтов или требует применения ЭВМ в специальной диагностической лаборатории со специально обученными сотрудниками, что увеличивает стоимость диагностики и стоимость ортодонтического лечения для пациентов. Более того, так как в известных способах диагностики роста челюстей принимаются во внимание несколько параметров, то каждый из них может внести погрешность в конечный результат.

Многообразие методик анализа боковых телерентгенограмм головы, огромное количество рассматриваемых параметров, использование различных антропометрических точек телерентгенологического анализа очень трудоемко и требуют больших временных затрат в практике врачей ортодонтов. Применение методов телерентгенологического анализа с большим количеством изучаемых размеров актуально для проведения семинаров, но в практической работе на ортодонтическом приеме занимают много времени.

Таким образом, повышение качества диагностики посредством осуществления индивидуального подхода к изучению строения зубочелюстной системы человека и планирования лечения с учетом основного направления роста челюстей, остается актуальным и требует дальнейшей разработки.

Определение наиболее информативного параметра для диагностики направления роста челюстей может решить эту проблему.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения состоит в разработке более простого в осуществлении, быстрого, точного и достоверного способа определения роста челюстей в период прикуса постоянных зубов.

Поставленная изобретением задача решена в заявленном способе определения направления роста челюстей в период прикуса постоянных зубов, включающем в себя получение боковой телеренгенограммы головы, на которой отмечают антропометрические точки: 1. N – назион - передняя точка шва соединения лобной и носовых костей. 2. S – точка в центре турецкого седла. 3. Im – самая верхняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти. 4. Me – ментон - самая нижняя точка на нижнем контуре симфиза нижней челюсти. При этом, согласно изобретению, замеряют только угол NS MP, отражающий наклон нижнечелюстной плоскости MP к плоскости переднего основания черепа NS, результат замера сравнивают с данными угловой величины, характерной для горизонтального, вертикального и нейтрального направления роста челюстей, при этом нижнечелюстную плоскость проводят через точку Me и точку Im. Следует также отметить, что из уровня техники известна методика замера угла NS MP, состоящая в проведении нижнечелюстной плоскости через точки MeGo или как касательную к плоскости нижней челюсти ML (мандибюлярная линия). Автор пришел к выводу, что наиболее точный результат будет получен, если проводить нижнечелюстную плоскость через точку Me (точка ментон – самая нижняя точка на нижнем контуре симфиза нижней челюсти) и точку Im (самую верхнюю точку на нижнем контуре тела нижней челюсти).

При величине угла меньше 28,65° диагностируют горизонтальное направление роста челюстей, нейтральное направление роста челюстей диагностируют при величине угла 28,65°-35,97°, а вертикальное направление роста челюстей при величине угла больше 35,97°.

За счет того, что угол направления роста челюстей человека определяют по единственному параметру, а именно по углу NS MP, отражающему наклон нижнечелюстной плоскости к плоскости переднего основания черепа, способ согласно изобретению является очень простым, быстрым, но при этом точным. Угол NS MP является суммарной характеристикой изменений в краниальном и гнатическом отделах лицевого отдела черепа.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показаны контуры боковой телерентгенограммы головы, на которой представлено вертикальное направление роста челюстей ∠NS MP=50,3°;

на фиг. 2 показаны контуры боковой телерентгенограммы головы, на которой представлено горизонтальное направление роста челюстей ∠NS MP=24,1°;

на фиг. 3 представлена величина угла NS MP у обследованных с различными направлениями роста челюстей: нейтральным (II группа), горизонтальным (I группа) и вертикальным (III группа), при этом отмечены разделяющие границы по минимаксному критерию: между I и II группами - 28,65°, между II и III группами – 35,97°;

на фиг. 4 представлено построение разделяющих границ по байесовскому (х*) и минимаксному () критериям;

на фиг. 5. показан заявленный способ определения угла NS MP на боковой ТРГ головы человека. В данном случае угол NS Мр=41° – вертикальное направление роста челюстей.

на фиг. 6 показан заявленный способ определения угла NS MP на боковой ТРГ головы человека. В данном случае угол NS Мр=21° – горизонтальное направление роста челюстей.

Осуществление изобретения

Периодом прикуса постоянных зубов или же другими словами периодом постоянного прикуса считается период, при котором в полости рта не осталось ни одного временного зуба. В норме данный период начинается с 12 лет.

При диагностике и определении тактики ортодонтического лечения пациентов в период прикуса постоянных зубов получают телерентгенограммы (ТРГ) головы в боковой проекции. Отмечают антропометрические точки: N – назион - передняя точка шва соединения лобной и носовых костей, S – точка в центре турецкого седла, Im – самая верхняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти, Me – ментон – самая нижняя точка на нижнем контуре симфиза нижней челюсти (фиг. 1 и 2).

Проводят нижнечелюстную плоскость через точку Me (ментон – самая нижняя точка на нижнем контуре симфиза нижней челюсти) и точку Im (самая верхняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти).

Вычисляют размер ∠NS MP и полученные данные сравнивают с таблицей значений ∠NS MP, характеризующих основное направление роста челюстей.

Данные о величинах угла NS MP (представлены в Табл. 1) для горизонтального, нейтрального и вертикального направлений роста челюстей, показывают тенденцию к тому или иному типу роста. Эта тенденция тем сильнее, чем дальше находятся данные от средней области значений.

Авторами изобретения было проведено сравнение между группами пациентов с горизонтальным типом роста (группа 1), нейтральным типом роста (группа 2) и вертикальным типом роста (группа 3). Изучено 20 размеров (Табл. 2) отражающих основные направления роста челюстей: угловые - NS ML; NS MP; NS MeGo; H MP; H MeGo, NBa MP; NS SpP; SpP MeGo; ANS Xi PM; Sum; NSGn; NBa PtGn; H SGn; ArGoMe; DC Xi PM; NGoMe, NGoAr и соотношения S-Go:N-Me⋅100; Ar-Go:A'-Me⋅100; N-A':A'-Me⋅100.

Сравнение между группами пациентов с горизонтальным типом роста (группа 1), нейтральным типом роста (группа 2) и вертикальным типом роста (группа 3)

В данной таблице t_f означает достоверность средних величин двух выборок, рассчитанную по критерию Стьюдента, р – ошибка, t_b – достоверность средних величин двух выборок, рассчитанную по минимаксному критерию.

При одинаковой погрешности р (р>0,001) для каждого параметра трудно сделать вывод о том, какой из параметров является наиболее информативным. Мера информативности t_b, предложенная авторами изобретения дает возможность выделить наиболее информативные параметры. Результаты исследования представлены в Табл. 3, (параметры отсортированы по мере их информативности t_b). Все параметры были отсортированы для заданной пары групп по величине t_b, при этом большему значению t_b соответствовали наиболее статистически различимые параметры.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью следующей методики:

Рассмотрим выборку x₁, х₂, …, x_n из n наблюдений некоторого параметра для данной группы.

1. Среднее арифметическое этой выборки определяли по формуле:

,

где x_i – значения параметров выборки, n - объем выборки.

2. Среднеквадратическое отклонение определяли по формуле:

.

3. Ошибку m средней арифметической М определяли по формуле:

при n>30, иначе .

4. Достоверность t_f (t_ф) различия средних величин двух выборок, распределенных нормально, определяли:

- путем сравнения критерия Стьюдента t с табличными значениями достоверности:

, n=n₁+n₂-2,

где n – число степеней свободы для функции Стьюдента, n₁ и n₂ – объемы первой и второй выборок соответственно. Определяли табличное t по таблице t-распределение Стьюдента при заданном n (число степеней свободы) и трех степеней вероятности (р<0,05; р<0,01; р<0,001). При t_f≥t различия двух выборок считали статистически достоверными.

- рассчитывали меру информативности t_b

,

сортировали все параметры для данной пары групп по величине t_b, большему значению t_b соответствовали наиболее статистически различимые параметры. Минимальное значение t_b=0,26 соответствовало р=0,05.

Мера tf и t_b хорошо согласуются.

Определена связь величины t_b с вероятностями правильной (Р(1/1), Р(2/2)) и ошибочной (Р(1/2), Р(2/1)) классификации:

Р(1/1)=Р(2/2)=0,5+Ф(t_b),

Р(1/2)=Р(2/1)=0,5-Ф(t_b),

где – функция Лапласа

Таблицы значений функции Лапласа содержатся в справочниках по теории вероятностей и статистике. Например, Г. Корн и Т. Корн «Справочник по математике для научных работников и инженеров», Москва, «Наука», 1978 г., стр. 578, Табл. 18.8-9. По данным таблицы справочника Авторы составили таблицу (Табл. 3), в которой указаны значения величины ошибочной классификации в зависимости от значений величины t_b. Этой таблицей исследователи могут пользоваться при анализе данных.

В стандартном программном обеспечении Microsoft Excel 2003 в разделе «статистические функции» имеется функция НОРМСТРАСП(z), которая соответствует функции Лапласа Ф(t). С помощью этой функции можно вычислить вероятность ошибочной 0,5 - НОРМСТРАСП(t_b) и правильной 0,5 + НОРМСТРАСП(t_b) классификации.

С помощью меры информативности t_b была построена разделяющая граница по параметру X для двух выбранных групп

или , при М₁<М₂.

Разделяющая граница соответствует минимаксному критерию классификации.

Предложенная мера информативности t_b позволяет упорядочить рассматриваемые параметры по степени выраженности их статистического различия для заданной пары групп, быстро выделять наиболее информативные параметры и строить разделяющие границы. Для расчета меры информативности и разделяющей границы необходимо вычислить средние и среднеквадратические отклонения выборок.

Пример.

Среднее значение угла NS MP по данным авторов изобретения при ортогнатическом постоянном прикусе NS MP=33,23°±0.89°, (σ=4,36°). Среднее значение угла NS MP в группах пациентов с горизонтальным типом роста (группа 1), нейтральным типом роста (группа 2) и вертикальным типом роста (группа 3) М±m, σ в Табл. 4.

Пример. Рассчитаем меру информативности t_b по формуле:

,

где M₁ и М₂ – математическое ожидание, σ₁ и σ₂ – средне квадратическое отклонение.

Рассмотрим две выборки с горизонтальным типом роста (группа 1) и нейтральным типом роста (группа 2). Тогда t_b=(32,26°-23,3°)/(3,85°+2,60°)=1,389.

Для выборок с горизонтальным типом роста (группа 1), вертикальным типом роста (группа 3) t_b=(42,03°-23,3°)/(4,25°+3,85°)=2,312.

Для выборок с нейтральным типом роста (группа 2), вертикальным типом роста (группа 3) t_b=(42,03°-32,26°)/(2,60°+4,25°)=1,426.

Из вышеприведенной Табл. 2 видно, что самым информативным, является угол NS MP, так как его значение информативности t_b является самым высоким: 2,31 для первой группы, 1,4 - для второй группы и 1,43 для третьей группы.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что угол NS MP является наиболее информативным для диагностики направления роста челюстей.

Соответственно, замерив этот единственный угол NS MP можно получить полное представление об особенностях зубочелюстно-лицевой системы при горизонтальном, нейтральном и вертикальном направлениях роста челюстей человека. Чем дальше находятся величины от средней области значений, тем больше выражена тенденция к горизонтальному или вертикальному направлению роста челюстей.

Разделяющая граница определяется по формуле:

или ,

где при условии m₂>m₁.

Разделяющая граница (фиг. 3) для выборок с горизонтальным типом роста (группа 1) и нейтральным типом роста (группа 2):

или .

Разделяющая граница для выборок с нейтральным типом роста (группа 2) и вертикальным типом роста (фиг. 3):

или .

С целью дифференциации основного направления роста челюстей по выборочным оценкам построены нормальные функции распределения f(x)=N (х/М,σ) изученного размера и определены разделяющие границы между группами для угла NS MP (фиг. 3) по минимаксному критерию.

В теории статистического решения для диагностики разработаны различные критерии: байесовские, минимаксные и др. Решающую функцию выбирают из условия минимизации потерь от принятия неправильного решения. В известной нам литературе в биологических и медицинских исследованиях (используют) применяют, как правило, байесовский критерий.

При наличии двух групп для одномерных случайных величин, распределенных нормально, соответствующие распределения:

и

(фиг. 4)

байесовский критерий сводится к определению значения х* из условия

минимаксный критерий сводится к определению из условия

При статистически различимых σ₁ и σ₂ для определения х* из решения уравнения (1) строится итерационный процесс, что достаточно сложно для исследователя, или вычисляют отношение, если m₂>m₁ и

, принимается решение о принадлежности х к первой группе,

, принимается решение о принадлежности х ко второй группе.

Авторами найдено решение уравнения (2), зависящее от параметров распределения:

.

Представим в следующем виде

или , где при условии m₂>m₁.

Мера информативности t_b дает возможность упорядочить параметры по степени их информативности для осуществления диагностики, построить разделяющие границы и вычислить вероятности правильной и ошибочной классификации для данной пары групп, а также позволяет судить о степени выраженности различий по одному и тому же параметру для разных пар групп. Предложенная мера информативности t_b позволяет упростить и ускорить статистический анализ совокупности параметров и служит существенным дополнением к этому анализу.

Для горизонтального направления роста челюстей характерно уменьшение величины данного угла 28,65°; от 28,65° до 35,97° для нейтрального; больше 35,97° для вертикального.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены примеры с вертикальным направлением роста челюстей ∠NS MP=50,3° и с горизонтальным направлением роста челюстей ∠NS MP=24,1° соответственно.

На фиг. 5 приведена ТРГ головы человека, на которой проведена нижнечелюстная плоскость MP и плоскость переднего основания черепа NS, и при помощи транспортира вычислен угол NS MP между ними, который составляет 41°. Сравнив результат вычисления с Табл. 1, можно сделать вывод о вертикальном росте челюстей и спланировать соответствующее лечение.

На фиг. 6 приведена ТРГ головы человека, на которой проведена нижнечелюстная плоскость MP и плоскость переднего основания черепа NS, и при помощи транспортира и рейсшины вычислен угол NS MP между ними, который составляет 21°. Сравнив результат вычисления с Табл. 1, можно сделать вывод о горизонтальном росте челюстей и спланировать соответствующее лечение.

Таким образом, посредством простых и несложных манипуляций, состоящих в проведении на ТРГ головы плоскости MP и плоскости NS и вычислении угла NS MP, можно непосредственно во время консультации пациента точно определить основное направление роста челюсти и спланировать объем и срок лечения, выбрать конструкцию ортодонтических аппаратов, что значительно экономит время врача и снижает стоимость диагностики и лечения.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, состоит в быстроте и точности определения основного направления роста челюстей для постановки точного диагноза, а также в снижении количества манипуляций, связанных с определением данного параметра, а, следовательно, и в снижении времени и стоимости диагностики.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортодонтии, и может быть использовано для определения направления роста челюстей в период прикуса постоянных зубов. Получают боковую телерентгенограмму (ТРГ), на которой отмечают точки N – назион, S – точка в центре турецкого седла, Im – самая верхняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти, Me – ментон. Проводят прямую NS и прямую MP – между точками Im и Me. Определяют угол между прямыми NS и MP. Определяют горизонтальное направление роста челюсти, если величина угла между прямыми NS и MP меньше 28,65°. Определяют нейтральное направление роста челюстей при величине угла между прямыми NS и MP от 28,65° до 35,97°. Определяют вертикальное направление, если величина угла между прямыми NS и MP превышает 35,97°. Способ обеспечивает быстрый, надежный, достоверный и точный анализ направления роста челюстей в период прикуса постоянных зубов за счет определения угла между прямыми NS и MP. 6 ил., 4 табл.

Способ определения направления роста челюстей в период прикуса постоянных зубов, заключающийся в том, что получают боковую телерентгенограмму (ТРГ), на которой отмечают точки N – назион, S – точка в центре турецкого седла, Im – самая верхняя точка на нижнем контуре тела нижней челюсти, Me – ментон, проводят прямую NS и прямую MP – между точками Im и Me, определяют угол между прямыми NS и MP, определяют горизонтальное направление роста челюсти, если величина угла между прямыми NS и MP меньше 28,65°, определяют нейтральное направление роста челюстей при величине угла между прямыми NS и MP от 28,65° до 35,97°, определяют вертикальное направление, если величина угла между прямыми NS и MP превышает 35,97°.