Талалаева Е.В. - Московский государственный медико

На правах рукописи
Талалаева Евгения Владимировна
Оценка эстетики лица у лиц с физиологической окклюзией зубных
рядов при помощи 3D – сканер–системы
14.01.14 – Стоматология (мед. науки)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва - 2012
1
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении
высшего профессионального образования «Московский государственный медикостоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения
и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И.
Евдокимова Минздравсоцразвития России).
Научный руководитель:
Персин Леонид Семенович – член-корр. РАМН, доктор медицинских наук,
профессор
Официальные оппоненты:
Арутюнов Сергей Дарчоевич – заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук,
профессор (ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздравсоцразвития
России, заведующий кафедрой стоматологии общей практики и подготовки зубных
техников),
Оспанова Гульсара Бекеевна – доктор медицинских наук, профессор
(ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и
челюстно-лицевой хирургии Минздравсоцразвития России», врач-ортодонт
ортодонтического отделения).
Ведущее учреждение:
ФГБУ «Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического
агентства России»
Защита состоится «____» ___________ 2012 г. в ___ часов на заседании
диссертационного совета Д 208.041.03 при ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И.
Евдокимова Минздравсоцразвития России по адресу: 127006 Москва ул.
Долгоруковская д. 4.
Почтовый адрес: 127473, Москва, ул. Делегатская д. 20 стр.1
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного
медико-стоматологического университета» (127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а)
Автореферат разослан _____ ________________2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор
Ю.А. Гиоева
2
Актуальность
Привлекательность лица играет огромную роль в социальной жизни людей,
являясь существенным психосоциальным фактором. Очень часто именно желание
улучшить эстетику зубов и лица и является основной причиной обращения к врачуортодонту (Kochel J. Et al., 2010).
Весомый вклад в изучение вопроса лицевой эстетики и ее нарушений внесли
многие отечественные и зарубежные авторы: Перерверзев В.А (1978), Хорошилкина
Ф.Я.(1979), Персин Л.С.(1988), Польма Л.В. (1996, 2010), Арсенина О.И. (1998),
Ricketts R.M. (1981), Bishara S.E.(1985), Bacceti T. (2000), Sarver D.M. (2001).
Ackerman M.B. (2004).
Ортодонтическое лечение, а также проведение челюстно-лицевых операций
первично
влияет
на
зубные
и
скелетные
параметры,
в
то
время
как
привлекательность человека в целом главным образом определяется мягкими
тканями лица (Kochel J. et al.б 2010).
В прошлом для оценки эстетики клиницистам были доступны лишь
двухмерные (2D) изображения, такие как лицевые и дентальные фотографии, а
также телерентгенограммы головы в боковой и прямой проекциях для анализа
лицевого скелета и профиля. Начиная с 1931 года, цефалометрия становится
основной методикой при изучении черепно-лицевых структур. Было предложено
более 100 анализов телерентгенограмм головы, включавших также и оценку
мягкотканого профиля. Однако цефалометрические данные, основное достоинство
которых состоит в возможности количественной оценки роста и его изменений, не
могут быть единственным критерием при планировании ортодонтического лечения
(Brodie A.G.,1949). В 1955 году Stoner представил фотографический анализ мягких
тканей. Но данные фотометрии являются скорее составной частью первичной базы
данных пациента, нежели могут применяться в качестве диагностического
инструмента. Традиционный анализ латеральных цефалограмм позволяет провести
оценку мягких тканей лишь в срединно-сагиттальной плоскости. Однако пациенты
3
обычно оценивают свою эстетику, основываясь лишь на том, как они выглядят в
анфас, то есть только во фронтальной плоскости (Yong-Kyu Lim, 2010). Однако лицо
человека является трехмерной структурой, поэтому полноценное его изучение лишь
в двух измерениях неправомерно. Появление 3D – изображения дало ортодонтам
возможность объемной визуализации топографии лица и ее изменений (Kau CH,
Zhurov Al, Richmond S. 2004).
Трехмерный анализ также позволяет эффективно провести детальный анализ
асимметрии, ведь ее выявление и оценка могут быть пропущены, если лицо
пациента анализируется только по латеральной цефалограмме или двухмерной
фотографии. Когда определенные точки нанесены и выверены в трех плоскостях,
абсолютная асимметрия между левой и правой сторонами лица может быть
количественно оценена (Jacobson A., 1995).
Новые технологии позволяют провести идентификацию и осуществить
количественную оценку лицевых характеристик, переходя, таким образом, от
хорошо известного цефалометра Broadbent – Bolton к современным 3D –
системам (Broadbent B.H. 1931; Kau CH 2006).
Цель исследования
Совершенствование методов диагностики состояния зубочелюстной системы
на основе изучения эстетики лица у лиц в возрасте 21-23 лет с физиологической
окклюзией зубных рядов при помощи 3D – сканер – системы.
Задачи исследования
1. Изучить антропометрические особенности конфигурации мягких тканей лица
у лиц с физиологической окклюзией зубных рядов на фотографиях лица.
2. Изучить строение лицевого скелета по телерентгенограммам головы, оценив
эстетику лица по параметрам с исходной точкой Po у лиц с физиологической
окклюзией зубных рядов.
4
3. Провести анализ эстетических параметров лица у лиц в возрасте 21-23 лет с
физиологической окклюзией зубных рядов на 3D – комплексной модели
головы.
4. Провести сопоставление данных 3D – диагностики и фотометрии.
5. Провести корреляционный анализ полученных данных.
Научная новизна
Создана концепция трехмерного анализа строения зубочелюстной системы.
Разработана трехмерная комплексная модель головы с правильно расположенными
в ней зубными рядами. Впервые вычислены 3D-стандарты, то есть нормы, которые
можно
использовать
в
качестве
отправных
при
диагностике
состояния
зубочелюстной системы. Представлены рекомендации для проведения трехмерного
анализа зубочелюстного статуса с применением комплексной трехмерной модели
головы. Метод оптического 3D – сканирования лица и лазерного сканирования
гипсовых моделей зубных рядов с последующим созданием комплексной
трехмерной модели «Голова – Зубные ряды» может служить альтернативой
традиционной 2D – рентгенодиагностике. Трехмерное сканирование делает
возможным создание электронного архива вместо привычного хранения гипсовых
моделей челюстей. 3D – комплексная модель головы позволяет провести
качественную и количественную оценку асимметрии развития лицевых признаков и
может служить удобным инструментом для визуализации при общении с
пациентом. Впервые проведен и описан комплексный 3D – анализ для оценки
эстетики лица с помощью трехмерной комплексной модели «Голова – Зубные ряды»
на основании данных 3D – сканирования головы и гипсовых моделей зубных рядов
у лиц с физиологической окклюзией. Впервые представлены индексовые
взаимосоотношения мягкотканых параметров лица по данным фотометрии,
телерентгенографии и трехмерного сканирования.
5
Практическая ценность работы
Проведенная
автором
комплексная
трехмерная
оценка
состояния
зубочелюстной системы 90 человек в возрасте 21-23 лет с физиологической
окклюзией зубных рядов позволяет количественно и качественно оценить
симметрию и асимметрию строения зубочелюстной системы, как по зубным, так и
по мягкотканым параметрам, что не является возможным при проведении 2Dрентгенодиагностики в связи с наложением левой и правой сторон.
Предложены 3D-стандарты (нормы) для количественной характеристики
параметров зубочелюстной системы.
Основные положения, выносимые на защиту
1.
Выявленные в данной работе средние показатели параметров лица на
комплексной 3D – модели головы у лиц в возрасте 21-23 лет с физиологической
окклюзией зубных рядов являются отправными при диагностике состояния
зубочелюстной системы.
2.
На комплексной 3D – модели головы появляется возможность оценки
асимметрии строения зубочелюстной системы, что не является возможным при
проведении 2D – рентгенодиагностики и цифровой фотометрии.
3.
Полученные в работе индексовые коэффициенты дают возможность
установить соотношение между вертикальными и сагиттальными лицевыми
параметрами.
Внедрение результатов работы
Результаты настоящего исследования внедрены в лечебный и учебный
процесс
кафедры
ортодонтического
ортодонтии
отделения
и
Центра
детского
протезирования
стоматологии
и
ЧХЛ
МГМСУ,
МГМСУ
им.
А.И.Евдокимова.
6
Личный вклад автора
Автором обследовано 90 добровольцев из числа студентов МГМСУ в возрасте
21-23 лет с физиологической окклюзией зубных рядов. Впервые разработан,
применен и описан комплексный трехмерный анализ для оценки эстетики лица с
помощью трехмерной комплексной модели «Голова – Зубные ряды» на основании
данных 3D – сканирования головы и гипсовых моделей зубных рядов.
Апробация работы
Основные материалы по диссертации доложены на 33й и 34й итоговой
конференции молодых ученых МГМСУ и на XIV Съезде ортодонтов России в
Санкт-Петербурге.
Публикации
Основное содержание диссертационного исследования достаточно полно
отражено в автореферате и в 10 работах соискателя, в том числе 5 работ в журналах,
рекомендованных
ВАК
Минобрнауки
России,
получено
свидетельство
на
компьютерную программу для анализа комплексной 3D-модели (№2011617017,
авторы: Персин Л.С., Дзараев Ч.Р., Мистецкий Л.М., Гордеев Д.В., Талалаева Е.В.,
Янушевич С.О.).
Объем и структура диссертации
Работа изложена на 160 страницах, состоит из введения, 3 глав, заключения,
выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована
25 таблицами и 78 рисунками. Библиографический указатель содержит 151
источник, из которых 36 отечественных и 115 иностранных.
7
Содержание работы
Материал и методы. Было обследовано 90 человек в возрасте 21-23 лет. Это были
добровольцы из числа студентов МГМСУ с физиологической окклюзией зубных
рядов. В исследование не включались лица с ранее проводимым ортодонтическим
лечением, наличием вредных привычек, нарушениями психо-эмоционального
статуса, дисфункцией ВНЧС. Каждому обследованному изготавливались гипсовые
модели зубных рядов, выполнялась телерентгенограмма головы в боковой
проекции, цифровая фотография лица в профиль, и создавалась комплексная
трехмерная
модель
«Голова-Зубные
ряды».
Все
добровольцы
получали
информированное согласие на участие в исследовании.
Клиническое обследование проводилось по общепринятой схеме. В профиль
визуально оценивали положение губ, подбородка в сагиттальном направлении, тип
профиля.
На цифровых фотографиях лица в профиль изучали линейные и угловые
параметры. Следует отметить, что при проведении данной работы нами были
выбраны
те
параметры,
которые
были
едиными
для
фотометрического,
цефалометрического и трехмерного анализа. При проведении фотометрического
анализа лица изучали вертикальные параметры с исходной точкой n: полную высоту
лица n-me; n-sn – высота носа; n-sto – расстояние от точки n до точки смыкания губ;
а также расстояния от точки n до выступающих точек на обеих губах и до самой
выступающей точки на подбородке – n-UL, n-UL и n-pg соответственно. Помимо
вертикальных параметров вычислялись также сагиттальные лицевые параметры,
построенные из точки наружного слухового прохода po до профильных точек: po –
pr, po – sn, po-UL, po-LL, po-sto, po-A`, po-B`, po-gn. В связи с тем, что морфология и
эстетика лица характеризуется не только линейными, но и угловыми параметрами, в
ходе данной работы нами изучен ряд угловых параметров. Определены углы,
характеризующие профиль лица: <gl-sn-pg – угол выпуклости мягких тканей лица от
т.gl.;<c-sn-UL – носогубной угол; < gl – me – C – подбородочно-лицевой угол; <sn8
gn – C – подбородочно-шейный угол; <n-sn-pg – угол выпуклости мягких тканей
лица от т. n; <sn-n-pr – угол выпуклости носа; <pr-n-gl – носолобный угол.
В ходе рентгенологического обследования добровольцев использованы
телерентгенограммы головы в боковой проекции, на которых изучены показатели,
определяющие эстетику лица. По аналогии с фотометрическим анализом, изучены
вертикальные параметры лица из точки n (n-me; n-sn; n-sto, n-UL, n-UL и n-pg,
сагиттальные лицевые параметры от точки pо до профильных точек на носу, губах и
подбородке, а также угловые параметры, характеризующие профиль лица. Помимо
вышеописанных показателей нас интересовало и направление окклюзионной линии,
которая на ТРГ головы была нами построена по двум точкам – точке смыкания
первых моляров верхней и нижней челюстей M и точкой смыкания резцов I (Персин
Л.С., Попова И.В., 2010). Мы определяли угол между линиями, соответствующими
плоскостям PL и Ocp (внутренний верхний угол); угол между линиями,
соответствующими плоскостям n-Ро и Оср; а также линейное расстояние n – М.
Одним из этапов работы было проведение трехмерного оптического
сканирования головы и трехмерного лазерного сканирования гипсовых моделей
челюстей. Оцифровка головы происходила при помощи оптического сканера
Broadway 3D в видеорежиме. Сканирование гипсовых моделей челюстей проводили
лазерным сканером LaserDenta.
Рис.1. Оптический сканер Broadway3D для трехмерного сканирования головы; лазерный
сканер LaserDenta и полученная комплексная трехмерная модель «Голова-Зубные ряды» в
специальной компьютерной программе.
9
В результате совокупности этих двух этапов создавалась комплексная
трехмерная модель «Голова-Зубные ряды» (рис.1). Анализ параметров комплексной
модели проводили при помощи специальной компьютерной программы, созданной
на кафедре ортодонтии и детского протезирования (свидетельство №2011617017,
авторы: Персин Л.С., Дзараев Ч.Р., Мистецкий Л.М., Гордеев Д.В., Талалаева Е.В.,
Янушевич С.О.).
Следует
отметить,
что
при
анализе
цифровых
фотографий
и
телерентгенограмм можно говорить о линиях, а создание комплексной трехмерной
модели делает правомерным введение понятия плоскости. Одной из референтных
плоскостей, изученных в данной работе, стала плоскость pol-n-por, предложенная
Л.С. Персиным в 2010г. Создание комплексной трехмерной модели головы также
делает возможным проведение не только векторных, но и проекционных измерений
(рис. 2). Вектор представляет собой непосредственное расстояние «от точки до
точки» и является парной величиной – слева и справа. По аналогии с анализом
лицевых фотографий и телерентгенограмм, на трехмерной комплексной модели
нами изучены векторные вертикальные параметры, построенные из точки n: n-me,
n-sn, n-sto, n-pr. На трехмерной комплексной модели головы возможно изучение не
только линейных, но и угловых параметров, характеризующих эстетику лица. Нами
определены и изучены следующие углы: носогубной угол (<C – sn – UL), угол
выпуклости мягких тканей лица в точке sn (<gl – sn – pg), угол общей выпуклости
лица (<n-pr-pg), угол выпуклости носа (<sn – n – pr), носолобный угол (<pr – n – gl),
подбородочно-шейный угол (<sn – gn – Cer), <n – sn – pg и носо – лицевой угол <glpg/pr-n. На 3D — комплексной модели рассчитывались следующие параметры: угол
между плоскостями poL-n-poR (poR и poL— мягкотканые точки) и Ocp; угол между
векторами poL-n (точка po слева) и Ml-I (вектор соответствует окклюзионной
плоскости слева); угол между векторами poR-n (точка po справа) и Mr-I (вектор
соответствует окклюзионной плоскости справа); внутренний верхний угол между
плоскостями PL и Ocp; длина вектора n-Ml (Ml точка смыкания первых моляров
слева); длина вектора n-Mr (Mr точка смыкания первых моляров справа).
10
Параметры, определяемые на 3D — комплексной модели превалируют по
количеству, так как появляется возможность деления их на таковые справа и слева.
В данной работе нами проведена оценка векторных параметров лица, построенных
из точки po слева и справа до лицевых точек n, sn, pr, UL, LL, sto, B`, pg, gn.
Проекционными
в
данной
работе
являются
параметры,
построенные
из
конструктивной точки po c (центральной точки po), которая является серединой
линии, соединяющей точки po слева и справа. Таковыми явились параметры po с –
На трехмерной комплексной модели изучали:
n, po c – pr, po с – sn, po с – UL, po с – LL, po с – sto,
po с – B`, po с – gn, po с – pg.
На трехмерной комплексной модели изучали:
NB !
1) Длину векторов слева и справа:
1) n- po l, n – po r – векторные расстояния (векторы)!
2) n–po с – проекционное расстояние!
poc - n
poc - pr
n
poc - sn
poc - A`
popo
c
c - UL
poc - sto
po c – LL
po c - B`
po c - gn
po c - pg
проекция
po r
2) Проекционные расстояния
( отрезки!):
po l
-po r – n , po l –n
po c
-po r -pr, po l-pr
-po r-sn, po l-sn
-po r –UL,n po l – UL
-po r –LL, po l – LL
-po r –sto, po
pr l – sto
-po r –A`, po
l – A`
sn
-po r –B`, po l – B`
UL
-po r –gn, po l – gn
LL l – pg
-po r –pg, po
B`
pg
gn
Po r
Po l
R
L
Рис. 2. Векторные и проекционные параметры на 3Dмодели головы.
Статистическая обработка полученных данных проведена с применением
методов вариационной статистики. Данные обработаны в компьютерной
программе Microsoft Excel.
Результаты исследования.
При проведении фотометрического анализа нами определены индексовые
коэффициенты, отражающие взаимосвязь вертикальных параметров лица в точке n.
Параметр полной высоты лица (n-me) относится к параметру высоты носа n-sn с
коэффициентом 2,2; к параметру n-sto с коэффициентом 1,6; к параметру длины
носа (n-pr) с коэффициентом 2,5. Полученные коэффициенты можно использовать в
дальнейшей работе как отправные при оценке изменений эстетики лица. Полная
высота лица (n-me) имеет сильные корреляционные взаимосвязи со следующими
лицевыми параметрами: gl-pg (r=0,79), n-sn (r=0,8), sn-me (r=0,9), n-sto (r=0,9), sm-me
11
(r=o,78), sn-pg (r=0,9), pr-n (r=0,82), pg-UL (r=0,85), pg-LL (r=0,8). Также параметр nme имеет корреляционные связи средней силы с параметрами gl-sn (r=0.6), pr-UL
(r=0,7) и pr-sn (r=0,6), sm-sto (r=0,7), а также обратную корреляционную зависимость
средней силы с показателями носолобного угла (r=-0,57). Полная высота лица (n-me)
имеет сильные корреляционные взаимосвязи с сагиттальными параметрами,
построенными из точки po: po-pr (r=0,78), po-sn (r=0,8), po-UL и po-LL (r=0,8), po-sto
(r=0,8), po-A и po-B (r=0,8), po-gn и po-gn (r=0,82). Это позволяет сделать вывод о
тесной взаимосвязи вертикальных параметров лица с сагиттальными. (рис.3).
po - pr
0.78
n- sn
0.8
0.82
po – A`
po – B`
po - sto
0.82
po – sn
po – UL
po - LL
n- me
k = 2.2
n- sto
k = 1.6
n- pr
k = 2.5
po – gn, po - pg
Рис. 3. Сильные корреляционные взаимосвязи между вертикальным параметром n-me и
сагиттальными параметрами из точки po; индексовые коэффициенты, отражающие взаимосвязь
между вертикальными лицевыми параметрами.
Нами определены лицевые параметры у лиц в возрасте 21-23 лет с
физиологической окклюзией зубных рядов, отражающие расстояния от точки po до
точек pr, sn, UL, LL, sto, A`, B`, gn, pg. Вычислены их средние значения и
стандартная ошибка измерения. среднее значение параметра po – pr составляет
122,6±3,2 мм; расстояние po-sn в среднем равно 107,9±2,6 мм; средние значения
расстояний от точки po до точек на верхней и нижней губах, а также до точке их
смыкания, равны соответственно: 111,5 ±2,7мм (po – UL), 113, 0±2,8 мм (po – LL) и
108,8±2,7 мм (po-sto). Средние значения расстояний от точки po до проекции точек
А и В на мягкие ткани составили 107,3±2,6 мм и 110,9±2,7 мм соответственно.
Расстояние от po до подбородочной точки gn (po – gn) в среднем было равно
122,5±3,1 мм, а до наиболее выступающей точки на подбородке (po – pg) составило
121,2±3,2 мм.
12
Эстетика лица описывается не только линейными, но и угловыми
параметрами.
Поэтому
нами
введены
коэффициенты,
описывающие
взаимосоотношения углов, которые характеризуют профиль лица. И относительно
угла <gl-sn-pg угол <pr-n-gl относится как 1,2; а с углом <c-sn-UL коэффициент
соотношения будет равен 1,5; с углом <n-sn-pg соотносится как 1,02. Также
вычислены средние значения этих углов у лиц с физиологической окклюзией в
возрасте 21-23 лет.
Для удобства вычислений введены индексовые показатели соотношения
параметров между собой. Параметр po – pr относится к параметрам po-sn, po-sto, poA`и po-B` с коэффициентом 1,1; к параметру po-UL с коэффициентом 1,09; к
параметру po-LL с коэффициентом 1,08; к параметру po-gn с коэффициентом 1,0.
Расстояние от точки po до кончика носа (параметр Po – pr) имеет сильные
корреляционные взаимосвязи (r=0,8) с параметром полной высоты лица (n-me), glpg, параметром высоты носа (n-sn), sn-me и n-sto, sn-pg, а также параметром высоты
носа (pr-n), pg-UL. Корреляционные взаимосвязи средней силы у данного параметра
(po – pr) выявлены с параметром sm-me и gl-sn (r=0,5); длиной нижней губы (sm-sto)
и длиной основания носа (pr-sn) и глубиной подбородочно-губной борозды (pg-LL)
(r=0,7).
По аналогии с фотометрией, при анализе ТРГ головы в боковой проекции у
лиц с физиологической окклюзией в возрасте 21-23 лет. Представлены результаты
цефалометрического исследования лицевых параметров, получены их средние
значения, определены индексовые коэффициенты взаимосвязи параметров между
собой, представлен корреляционный анализ полученных данных.
Нами изучены расстояния от точки n до точек pr, sn, me и sto. Среднее
значение полной высоты лица N-Me равно 121,9±1,5 мм; среднее значение
мягкотканого вертикального параметра полной высоты лица по точкам n-me
составило 124,8±1,5 мм, что на 2,9 мм меньше по сравнению со значением
предыдущего параметра; среднее значение высоты носа n-sn равно 55,5±0,8 мм;
13
среднее значение параметра n-sto составило 75,8±1, 0 мм; среднее значение длины
спинки носа n-pr составило 51,1±0,8 мм.
В ходе работы нами были определены индексовые показатели, отражающие
взаимосвязь вертикальных цефалометрических параметров в точке n. Выявлено, что
мягкотканый параметр полной высоты лица n-me относится к своему костному
аналогу N-Me с коэффициентом 1,02; параметр n-me относится к параметру высоты
носа n-sn с коэффициентом 2,2; к параметру n-sto с коэффициентом 1,6; к параметру
длины носа (n-pr) с коэффициентом 2,4. Выведенные коэффициенты можно
использовать в дальнейшей работе как отправные при оценке изменений эстетики
лица.
N- me
k = 1.02
n- sn
k = 2.2
n- sto
k = 1.6
n- pr
k = 2.4
n- me
Рис. 4. Индексовые коэффициенты, выведенные в ходе цефалометрического анализа
Анализ
телерентгенограмм
головы
в
боковой
проекции
выявил
корреляционные взаимосвязи средней силы между вертикальным параметром n-me
и сагиттальными расстояниями от точки наружного слухового прохода Po до
некоторых лицевых точек: Po-pr, Po-sn, Po-UL, Po-LL, Po-sto (r=0,6); до Po – pg
(r=0,6). Определены средние значения сагиттальных лицевых параметров из точки
Po до точек лицевого профиля. У лиц с физиологической окклюзией в возрасте 2123 лет среднее значение полной высоты лица N-Me равно 121,9±1,5 мм; среднее
значение мягкотканого вертикального параметра полной высоты лица по точкам nme составило 124,8±1,5 мм, что на 2,9 мм меньше по сравнению со значением
предыдущего параметра; среднее значение высоты носа n-sn равно 55,5±0,8 мм;
среднее значение параметра n-sto составило 75,8±1, 0 мм; среднее значение длины
спинки носа n-pr составило 51,1±0,8 мм.
14
В результате проведения данной работы впервые была создана комплексная
трехмерная модель «Голова-Зубные ряды». В специально созданной компьютерной
программе проведен анализ ее параметров. Представлены результаты исследования
векторных параметров лица из точки po слева и справа, а также вычислены
значения проекционных параметров, построенных из конструктивной точки po c.
Проанализированы значения угловых параметров лица.
Вначале нами проводилась оценка векторных параметров лица, построенных
из точки po слева и справа. Представлена степень симметрии / асимметрии
векторных величин из точки po, а также указано ее отсутствие в ряде случаев. По
результатам исследования, степень симметрии / асимметрии векторов слева и
справа, а также ее отсутствие, оказалась сугубо индивидуальной для каждого из
параметров. Пограничным значением степени симметрии/асимметрии векторов в
данной работе стала величина, в среднем равная 3 мм. На основании этого
полученные данные были нами поделены на 2 группы – со степенью асимметрии
менее и более 3 мм.
Проведенный нами анализ векторного расстояния po-n на трехмерной
комплексной модели выявил отсутствие асимметрии в 26% случаев, асимметрию
менее 3 мм у 42% обследованных, а в 32% случаев асимметрия составила более 3
мм. Анализ длин векторов por-pr и pol-pr показал их совпадение, то есть
симметрию, у 11% обследованных. Асимметрия менее 3 мм была выявлена в 52%
случаев, а у 37% обследованных она оказалась более 3 мм. Векторные расстояния po
– sn слева и справа совпали у 21% обследованных, у 37% наблюдалась степень их
асимметрии менее 3 мм, а у 42% она превышала 3 мм. Анализ векторов po – UL
слева и справа показал их совпадение (симметрию) в 21% случаев, асимметрию
менее 3 мм у 63 % обследуемых, а несоответствие более 3 мм было выявлено у 16
%. Длина векторов po - LL слева и справа совпала у 37% обследованных, в 53%
случаев нами была выявлена их асимметрия менее 3 мм, а у 10% обследованных она
превышала 3 мм. Векторные расстояния po – sto были одинаковыми, то есть
15
симметричными, у 42% обследованных, в 37% случаев их асимметрия не превышала
3 мм, а в 21% случаев она была более 3 мм. Анализ векторов po – B` слева и справа
показал их совпадение (симметрию) в 42% случаев, асимметрию менее 3 мм у 37 %
обследуемых, а несоответствие более 3 мм было выявлено у 21 %. Векторы po - gn
слева и справа совпадали у 37% обследованных, в 43% случаев нами была выявлена
их асимметрия менее 3 мм, а у 20% обследованных она превышала 3 мм.
Проведенный нами анализ векторного расстояния po-pg на трехмерной комплексной
модели выявил отсутствие асимметрии в 42% случаев, асимметрию менее 3 мм у
26% обследованных, а в 32% случаев асимметрия составила более 3 мм.
Одним из основных преимуществ создания комплексной 3D-модели «Голова –
Зубные
ряды»
является
возможность
проведения
как
векторных,
так
и
проекционных измерений. На трехмерной модели нами впервые выведены средние
значения проекционных параметров, построенных из конструктивной точки po c у
лиц с физиологической окклюзией в возрасте 21-23 лет. В данной работе нами
проведено сравнение данных, характеризующих проекционные параметры по
фотографиям лица, со значениями проекционных расстояний на 3D – комплексной
модели головы. Среднее различие составило 3, 2 ±0.8 мм. Это может быть
интерпретировано как погрешность при масштабировании фотографий.
При сравнении же проекционных значений на фотографиях лица в профиль с
векторными расстояниями на 3D – комплексной модели головы среднее различие,
выявленное нами, составило 18 – 20 мм. Это указывает на степень различия между
векторными и проекционными параметрами, определяемыми на комплексной
модели головы.
По аналогии с анализом лицевых фотографий и телерентгенограмм, на
трехмерной
комплексной
модели
нами
изучены
векторные
вертикальные
параметры, построенные из точки n: n-me, n-sn, n-sto, n-pr. среднее значение
проекционного параметра полной высоты лица n- me по данным анализа
комплексной трехмерной модели «Голова-Зубные ряды» составило 109, 8±1.1 мм,
16
высоты носа n-sn 55,8±0.9 мм, среднее значение проекционного параметра n-sto
составило 75,9±1.2 мм, а средняя проекционная длина спинки носа была равна
47,8±1.1
мм.
Нами
определены
индексовые
коэффициенты,
отражающие
взаимосвязь вертикальных параметров лица в точке n на трехмерной комплексной
модели. Параметр полной высоты лица (n-me) относится к параметру высоты носа nsn с коэффициентом 1,97; к параметру n-sto с коэффициентом 1,4; к параметру
длины носа (n-pr) с коэффициентом 2,1. Нами вычислены средние показатели углов
профиля лица на трехмерной модели, аналогичные таковым на лицевых
фотографиях. В данной работе средняя разница в значениях угловых показателей
составили 2,8±1.1º. Принимая во внимание тот факт, что допустимая погрешность
измерения составляет 4º, можно сделать вывод о том, что средние значения угловых
эстетических параметров лица на фотографиях и на комплексной модели головы
совпадают.
Важным моментом является также плоскостные соотношения в черепе
человека. Одной из референтных плоскостей в данной работе является плоскость
por – n – pol, предложенная Л.С. Персиным.
При диагностике состояние зубочелюстной системы необходимо учитывать
факт, что правильное смыкание зубных рядов – это следствие не только
нормального положения зубов, смыкания пар зубов-антагонистов, но и правильно
сформированной окклюзионной плоскости (Персин Л.С.,1999).
В связи с тем, что наличие окклюзионной плоскости и ее роль в гармоничном
развитии лица были определены более 100 лет назад (R.A. Reidel, T.M. Graber, H.
Gresham), особое значение придается определению ее положения в черепе (Персин
Л.С., 1999).
В данной работе на созданной комплексной 3D – модели головы мы
оценивали положение окклюзионной плоскости, а также ее симметрию и
асимметрию по ряду параметров (рис.5).
17
Вначале ее положение мы оценивали относительно внелицевой плоскости PL,
конструируемой перпендикулярно плоскости por – n – pol в точке n. Для этого нами
построен и вычислен угол между этими плоскостями (внутренний верхний угол).
Далее оценивали положение относительно плоскости por – n – pol. Параллельно с
изучением соотношения этих плоскостей на трехмерной модели, нами определено
угловое взаимоотношение линий, соответствующих этим плоскостям на ТРГ головы
в боковой проекции.
Рис. 5. Углы и плоскости, изученные на комплексной 3D – модели головы.
В результате сравнения данных выявлено, что значения внутреннего верхнего
угла между окклюзионной плоскостью (Mr – I – Ml) и плоскостью PL (внутреннего
верхнего угла) на модели головы и линиями, соответствующими им на ТРГ головы в
боковой проекции, совпали и в среднем составили 70±2°. Это позволяет сделать
вывод о преемственности использования 3D – модели головы.
Далее оценивали положение окклюзионной плоскости Mr – I – Ml
относительно плоскости por – n – pol на трехмерной модели головы по
соответствующему углу. Для сравнения определяли аналогичный угол между
оклюзионной линией и линией, соответствующей плоскости por – n – pol (линией n
– Po), на ТРГ головы в боковой проекции. Сравнение данных выявило
незначительную разницу в средних значениях углов, равную 1.3±0.4 º. Это может
быть интерпретировано искажением при калибровке телерентгенограммы головы.
Это также позволяет сделать вывод о преемственности использования 3D – модели
18
головы. Воспользовавшись возможностью построения векторов на модели головы,
мы изучили длину векторов n – Mr и n – Ml, характеризующих положение точки
смыкания первых моляров справа и слева. Это дает возможность судить о
симметричности/ асимметричности смыкания зубных рядов. На ТРГ головы
вычислена длина отрезка n – M. Также нами изучены векторы por – n и pol – n,
соответствующие плоскости por – n – pol справа и слева.
В результате исследования средние значения параметра n – М комплексной
модели головы и соответствующего ему отрезка на ТРГ головы, совпали и
составили 84±1,7 мм. Однако на ТРГ головы точка смыкания первых моляров М
является общей для левой и правой сторон, что не дает возможности оценки
асимметрии положения окклюзионной плоскости по параметру n-M. Поэтому
асимметричность смыкания зубных рядов слева и справа следует определять на
основании длин векторов n-Ml и n-Mr на трехмерной модели головы. Далее нами
проведена оценка симметричности смыкания зубных рядов на комплексной модели
головы на основании длин векторов n-Ml и n-Mr. Средняя разница в длине векторов
n-Ml и n-Mr в данной работе составила 3 мм. Это дало возможность разделения
показателей асимметрии на 2 группы – до 3 мм и более 3 мм.
Совпадение длин векторов наблюдалось нами в 52% случаев. Разница в длине
векторов слева и справа, не превышающая 3 мм, была выявлена в 40% случаев, а
асимметрия более 3 мм определялась у 8% обследованных. Далее нами
определялась
степень
симметрии
и
асимметрии
положения
окклюзионной
плоскости на основании значений углов между векторами pol-n и Ml–I и por-n и Mr–
I. Средняя разница в угловых показателях, выявленная в данном исследовании,
составила 5°. На основании этого было выделено 2 группы – с асимметрией
положения окклюзионной плоскости менее 5° и более 5°. Погрешность измерений в
данной работе не превышала 4%.
19
Совпадения углов между векторами наблюдалось у 52% обследованных. У
остальных 48% определялась асимметричность смыкания зубных рядов справа и
слева по данному параметру, причем в 32% случаев она была менее 5°, а у 16%
обследованных превышала этот предел.
Выводы
1)Установлены коэффициенты, отражающие взаимосвязь между параметром полной
высоты лица (n-me) и параметрами n- sto (k = 1.6) и n-sn (k=2.2) по фотографиям
лица в профиль.
2)На цифровых фотографиях лица в профиль определены индексовые показатели
взаимоотношения углов, характеризующих профиль лица. И относительно угла <glsn-pg угол <pr-n-gl относится как 1,2; а с углом <c-sn-UL коэффициент соотношения
будет равен 1,5; с углом <n-sn-pg соотносится как 1,02.
3)Полная высота лица (n-me) имеет сильные корреляционные взаимосвязи с
сагиттальными параметрами, построенными из точки po: po-pr (r=0,78), po-sn
(r=0,8), po-UL и po-LL (r=0,8), po-sto (r=0,8), po-A и po-B (r=0,8), po-gn и po-gn
(r=0,82). Это позволяет сделать вывод о тесной взаимосвязи вертикальных
параметров лица с сагиттальными, на основании данных фотометрии.
4) При сравнении проекционных значений на фотографиях лица в профиль с
векторными расстояниями на 3D – комплексной модели головы среднее различие,
выявленное нами, составило 18 – 20 мм. Это указывает на степень различия между
векторными и проекционными параметрами, определяемыми на комплексной
модели головы.
5) Сравнение проекционных значений расстояний, определяемых на фотографиях
лица, с проекционными на 3D – комплексной модели головы среднее различие,
выявленное нами, составило 3.2 ±0.8 мм, что может быть интерпретировано как
погрешность при масштабировании фотографии.
20
6) Средние значения угловых эстетических параметров лица на фотографиях и на
комплексной модели головы совпадают.
Практические рекомендации
1. Метод оптического 3D – сканирования лица и лазерного сканирования
гипсовых моделей зубных рядов с последующим созданием комплексной
трехмерной модели «Голова – Зубные ряды» может служить альтернативой
традиционной 2D – рентгенодиагностике.
2. Трехмерное сканирование делает возможным создание электронного архива
вместо привычного хранения гипсовых моделей челюстей.
3. 3D
–
комплексная
модель
позволяет
провести
качественную
и
количественную оценку асимметрии развития лицевых признаков и может
служить удобным инструментом для визуализации при общении с пациентом.
4. Параметры, полученные данным методом, могут служить как 3D – стандарты,
то есть нормы, которые можно использовать как отправные при диагностике
состояния зубочелюстной системы.
21
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Персин Л.С. Использование комплексной 3Dмодели
головы
для
диагностики
аномалий
зубочелюстной
системы.//Стоматология.- 2011. - №2. – с. 74-77.
2. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Персин Л.С., Оборотистов Н.Ю. Оценка
положения окклюзионной плоскости с помощью комплексной 3D-модели
зубочелюстной системы. // Ортодонтия. – 2011. - №2. – с.14-19.
3. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Оборотистов Н.Ю. //Dental Forum. – 2011. –
№3. - с. 128-129.
4. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Персин Л.С., Польма Л.В., Янушевич С.О.
3D-антропометрия в ортодонтии. – Ортодонтия. -2012. - №2 (58).
5.
Talalaeva E., Dzaraev Ch., Oborotistov N. Estimation of occlusional plane
position using complex «Head-Dentitions» 3D model. (Оценка положения
окклюзионной плоскости при помощи комплексной трехмерной модели
«Голова
–
Зубные
ряды»).
//
Материалы
Конгресса
Американского
ортодонтического общества. - Чикаго, США. – 2011.-p. 61-63.
6.
Talalaeva E., Dzaraev Ch., Oborotistov N., Persin L., Polma L. Evaluation of
the dentofacial system by three-dimensional scanning analysis (Диагностика
состояния
зубочелюстной
системы при помощи
метода трехмерного
сканирования) .// 87 congress of the European Orthodontic Society. Istambul,
Istanbul, Turkey.- 2011. – p.116-117.
7. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р. Оценка положения окклюзионной плоскости
при помощи комплексной 3D-модели Голова-Зубные ряды.//Сб. трудов 33
Конференции молодых ученых.- 2011.-с. 61-62.
8. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Персин Л.С. Эволюция антропометрической
диагностики – от 2D к 3D. //Дентал Ревю. Сб. Трудов 9й Всероссийской
научно-практ.
Конференции
«Образование,
наука
и
практика
в
стоматологии». – 2012. – с. 73-75.
22
9. Талалаева Е.В. Дзараев Ч.Р., Персин Л.С. Оценка симметричности строения
зубочелюстной системы при помощи комплексной трехмерной модели
«Голова – Зубные ряды». //Ортодонтия. – 2012. - №1 (57). – с. 117.
10. Талалаева Е.В., Дзараев Ч.Р., Персин Л.С., Местецкий Л.М., Гордеев
Д.В., Янушевич С.О. Программа анализа комплексной 3D-модели ГоловаЗубные ряды.// Свидетельство № 2011617017.
23