Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Современные технологии получения трехмерной информации об анатомических структурах полости рта 9
1.2. Опыт применения диагностических шаблонов при планировании дентальной имплантации 14
1.3. Возможности компьютерного моделирования протезных конструкций при проведении ортопедического лечения с опорой на имплантаты 17
1.4. Использование современных технологий для управления процессом дентальной имплантации 24
1.5. Оценка эффективности планирования операции дентальной имплантации с использованием шаблонов 29
Глава 2. Материал и методы исследования 36
2.1. Материал исследования 36
2.2. Методы исследования 39
2.2.1. Клинические методы обследования пациентов 39
2.2.2. Методы ортопедического лечения 40
2.2.3. Методы рентгенологического исследования 42
2.2.4. Методики компьютерного моделирования 45
2.2.5. Методы статистической обработки данных 45
Глава 3. Результаты собственных исследований 47
3.1. Обоснование выбора диагностических ортопедических шаблонов в зависимости от клинических условий 47
3.2. Планирование имплантации на реформатах КЛКТ 61
3.3. Планирование имплантации с помощью компьютерного моделирования 72
3.4. Расчет параметров оптимальной ортопедической конструкции 83
3.5. Оценка эффективности ортопедического лечения с применением шаблонов 96
3.6. Рекомендации по выбору диагностических шаблонов при планировании ортопедического лечения с опорой на имплантаты 110
Глава 4. Обсуждение собственных результатов исследования и заключение 117
Выводы 128
Практические рекомендации 129
Список литературы 131
- Современные технологии получения трехмерной информации об анатомических структурах полости рта
- Обоснование выбора диагностических ортопедических шаблонов в зависимости от клинических условий
- Планирование имплантации с помощью компьютерного моделирования
- Оценка эффективности ортопедического лечения с применением шаблонов
Введение к работе
Актуальность темы
Дентальная имплантация является одним из самых прогрессивных направлений в современной стоматологии. Благодаря разработке новых систем имплантатов и методик реконструктивных операций при атрофии альвеолярной костной ткани челюстей появилась возможность применения метода дентальной имплантации для замещения ортопедическими конструкциями дефектов зубных рядов любой локализации (Гветадзе Р.Ш. с соавт., 2002; Кулаков А.А. с соавт., 2007). Протезирование на имплантатах способствует достижению основной цели - полному восстановлению жевательной функции у пациентов с частичным или полным отсутствием зубов, улучшению качества жизни пациента как в физиологическом, так и в социально-психологическом аспектах (Кулаков А.А. с соавт., 2006; Schmidt J., 2011).
Успех лечения пациентов с использованием дентальных имплантатов во многом зависит от тщательного планирования этапов имплантации и грамотного выбора протезной конструкции (Бесяков В.Р., 2000; Гветадзе Р.Ш. с соавт., 2005; Ряховский А.Н., Михаськов СВ., 2007). Предварительное планирование восстановления дефектов зубных рядов проводится либо на гипсовых моделях (биометрический метод), либо по результатам рентгенологических исследований при помощи компьютерных систем анализа данных рентгенографии, компьютерной томографии (Бесимо X., Рохнер Г.-П., 2006; Васильев А.Ю. с соавт., 2007; Meloni S.M. et al, 2013).
Современные дентальные имплантологи стараются использовать все более динамичные методики лечения, эффективность которых зависит от ряда различных параметров: окклюзионные взаимоотношения, межальвеолярное расстояние, формирование межзубных контактов, биотип слизистой оболочки десны, положение ложа имплантатов в соответствии с особенностями структуры окружающих костных тканей (Edinger Н., 2001; Kielhorn J., 2009).
Вместе с тем, проблема построения оптимальной протезной конструкции с опорой на дентальные имплантаты по-прежнему остается актуальной, так как
нередки случаи установки имплантатов в произвольном положении, не параллельно, без соответствия ортопедическим требованиям. Решить данную проблему позволяет применение ренгенологических диагностических шаблонов на этапе предоперационного планирования дентальной имплантации (Гветадзе Р.Ш., Красаков А.А., 2009; Ackermann K.-L. et al, 2010; Ganz S.D., 2011; Behneke A. et al, 2012; Bruno V. et al, 2013).
Применение шаблонов при обследовании методом компьютерной томографии существенно упрощает процедуру планирования, позволяя определить оптимальное количество, положение и направление установки имплантатов в точном соответствии с будущей конструкцией протеза, что способствует снижению риска возможных осложнений на этапах ортопедического лечения и приводит к улучшению качества протезирования с опорой на дентальные имплантаты (Ушаков Р.В., 2008; Frisardi G. et al., 2011; Sethi A. et al, 2013; Verhamme L.M. et al, 2013).
Анализ литературных данных позволил выявить недостаточное освещение проблем протезирования пациентов с применением диагностических шаблонов на этапах планирования дентальной имплантации. Таким образом, вопросы применения диагностических шаблонов и выбора конструкционных материалов для их изготовления нуждаются в дальнейших разработках и исследованиях.
Цель исследования:
Повысить эффективность ортопедического лечения с опорой на дентальные имплантаты пациентов с различными дефектами зубного ряда на основе применения диагностических шаблонов.
Задачи исследования:
1. Разработать методику изготовления диагностических ортопедических шаблонов в зависимости от клинических условий.
-
Оценить эффективность использования различных видов диагностических шаблонов при планировании ортопедического лечения пациентов с частичным и полным отсутствием зубов.
-
Провести планирование направления и места установки дентальных имплантатов, учитывая будущую протезную конструкцию, по данным компьютерной томографии и ЗО-моделирования.
-
Осуществить выбор оптимальных параметров и материалов ортопедической конструкции с опорой на имплантаты по данным математического моделирования.
-
Разработать практические рекомендации по применению диагностических шаблонов при проведении комплексной реабилитации пациентов с частичным и полным отсутствием зубов.
Научная новизна
Впервые обоснован выбор материала для изготовления диагностических шаблонов, что позволило повысить информативность КЛКТ-исследования на этапе предоперационной диагностики.
Впервые разработаны методики изготовления различных видов диагностических шаблонов в зависимости от клинических условий, что способствовало оптимизации протокола планирования протезирования с опорой на дентальные имплантаты.
Впервые обоснован выбор протезной конструкции с опорой на дентальные имплантаты при помощи диагностических ортопедических шаблонов, что дает возможность рассчитать необходимое количество имплантатов, способных нести функциональную нагрузку.
Впервые на основании проведенного анализа эффективности использования шаблонов в различных клинических условиях, позволяющих обосновать выбор оптимальной для каждого пациента протезной конструкции, разработаны точные критерии оценки результатов лечения.
Впервые установлена эффективность применения шаблонов для планирования будущей протезной конструкции и положения имплантатов, позволяющая избежать ошибок и осложнений на этапах лечения пациентов с различными дефектами зубных рядов.
Практическая значимость
Разработана технология изготовления диагностических шаблонов, позволяющая проводить планирование направления и места установки дентальных имплантатов по данным, полученным при анализе компьютерной томографии.
Даны практические рекомендации по применению шаблонов при комплексной реабилитации пациентов с частичным и полным отсутствием зубов, на основании которых разработан алгоритм планирования ортопедического лечения.
Личный вклад автора
Автором лично проведены клинические исследования, подготовлены публикации по выполненной работе. При участии автора были проведены исследования по изучению напряжённо-деформированного состояния и определению реакций в установленных имплантатах под действием функциональной нагрузки на смоделированные протезы.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Использование диагностических шаблонов и компьютерное планирование лечения по данным КЛКТ-исследования позволяют не только избежать осложнений, но и обеспечить предсказуемость последующего протезирования с опорой на дентальные имплантаты.
-
Математическое моделирование позволяет осуществить выбор оптимальных параметров ортопедической конструкции с опорой на имплантаты: рассчитать необходимое количество имплантатов, способных
нести функциональную нагрузку, выбрать материал протеза с наиболее подходящим модулем упругости и выбрать методы его фиксации.
3. КЛКТ-сканирование челюстей при фиксированной центральной окклюзии и применении рентгеноконтрастных шаблонов (или рентгеноконтрастных элементов в диагностических шаблонах) позволяет определить соотношение будущего протеза с зубами-антагонистами, выбрать оптимальные супраструктурные элементы, наметить зависящий от этого протокол имплантации, определить тип имплантатов и их количество.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены на XI Ежегодном научном форуме «Стоматология 2009» 8 декабря 2009 года.
Апробация диссертации проведена на совместном заседании сотрудников отделения сложного челюстно-лицевого протезирования, современных технологий протезирования, ортопедической стоматологии и имплантологии, лаборатории разработки и физико-химических испытаний стоматологических материалов, отделения рентгенологии ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России.
Внедрение результатов исследования
Результаты исследования проведенного Ивановым Андреем Андреевичем в диссертационной работе «Технология изготовления и использования шаблонов на этапах планирования имплантации при протезировании на дентальных имплантатах» внедрены в практику, учебный процесс и планы научных исследований отделения ортопедической стоматологии и имплантологии ФГБУ «Центрального научно-исследовательского института стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России и поликлиник г. Москвы.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 6 - в центральной печати.
Структура и объем диссертации
Современные технологии получения трехмерной информации об анатомических структурах полости рта
Современный этап ортопедического лечения пациентов с различными дефектами зубных рядов характеризуется внедрением различных видов и систем дентальных имплантатов в качестве опорных элементов протезных конструкций, что обеспечивает более полное восстановление жевательной функции и, что немаловажно, эстетики. Использование дентальных имплантатов позволяет исключить применение съемных протезов или значительно улучшить их фиксацию в полости рта пациентов, восстановить дефекты зубных рядов без препарирования соседних интактных зубов, обеспечить полноценное ортопедическое лечение при значительной атрофии костной ткани челюстей [1, 2,4, 5, 27, 32, 33, 46, 53, 70, 71, 81, 82, 88].
Обеспечение оптимальных условий для полноценного и длительного использования протеза с опорой на дентальные имплантаты закладывается на этапе предоперационной диагностики. Ошибки, обусловленные неправильным выбором и расположением имплантатов, могут в последующем стать причиной многих проблем: ухудшения эстетических свойств протеза, нарушения фонетической и жевательной функций, а в ряде случаев - дезинтеграции имплантатов или перелома элементов ортопедической конструкции [28, 36,40, 268,315].
Вопрос о возможности и целесообразности операции дентальной имплантации и последующего протезирования может быть решён только после комплексного обследования пациента на основе анализа местных и общих, специфических и неспецифических факторов, определяющих, в конечном счёте, результаты лечения [96, 101, 106, 107, 140, 178]. В задачи предоперационного обследования пациента входит определение топографо-анатомических размеров зоны дефекта, состояния костных и мягких тканей полости рта, расположения и основных направлений препарирования ложа имплантата, ожидаемого соотношения внутрикостнои и надкостной частей имплантата выбранной конструкции [29, 30, 32, 33, 158,159, 167,198].
В последние годы, благодаря интенсивному развитию компьютерных технологий и их активному проникновению во все сферы человеческой деятельности, в том числе и в стоматологию, появились новые возможности в развитии объективных методов исследования [84,109, 175].
На стоматологическом рынке представлен целый ряд автоматизированных систем, использующих различные способы для получения информации о структурах полости рта. В основном в них используются такие оптико-электронные методы получения и обработки трехмерных изображений объектов, как стереоскопический метод, метод структурированного освещения, метод триангуляции и другие.
Для получения информации непосредственно из полости рта пациента в автоматизированных системах применяются устройства с высокой разрешающей способностью: видеоэндоскопы, миниатюрные фото- и телекамеры, однако при интраоральном просмотре всегда существуют труднодоступные участки и могут возникнуть искажения, связанные с движениями пациента во время сканирования [231].
Другая группа автоматизированных систем считывает информацию о строении протезного ложа с гипсовых моделей челюстей или смоделированных восковых заготовок. Для сканирования моделей применяются как контактные устройства - механические роботы-дигитайзеры, так и бесконтактные - лазерные и оптические сканеры [247].
Первые подразумевают наличие механического устройства - "щупа", при помощи которого в компьютер передаются координаты выбранных оператором точек. Система позиционирования и координатоисчисления таких приборов построена на основе работы механических датчиков, которые закреплены в каждом шарнире крепления "щупа". Именно от точности этих датчиков и зависит точность работы прибора пространственного сканирования в целом. Как показывает обзор литературы, сегодня такие системы встречаются все реже, и, по мнению специалистов, их удел в будущем - сканирование сравнительно простых некрупных объектов.
Бесконтактные лазерные сканеры являются значительно более сложными приборами, во многих из них используется двойная (дополняющая основную) система ввода координат тела. Современные модели сканеров, работающих на основе бесконтактной лазерной технологии, позволяют отсканировать гипсовую модель челюсти целиком за один раз, с усовершенствованием технологии постоянно увеличиваются скорость и объем сканирования наряду с уменьшением габаритных размеров самого сканера. Некоторые устройства совмещают лазерные датчики, заменяющие механический "щуп" контактных сканеров, и цифровой фотоаппарат, что позволяет получить модели объектов с наложенными текстурами.
Следует отметить, что в результате сканирования моделей можно получить информацию только о форме и поверхностном рельефе челюстей, в то время как для планирования имплантации необходима визуализация таких внутренних анатомических структур, как канал нижнечелюстного нерва, верхнечелюстные пазухи, полость носа и резцовый канал, чтобы избежать их повреждения в ходе операции. Кроме того, очень важно оценить ширину, высоту и качество кости в участке имплантации.
На протяжении нескольких десятилетий применения дентальной имплантации в качестве стандартных диагностических инструментов использовались обычные методы рентгенологической диагностики, такие как внутриротовые снимки и панорамные рентгенограммы. В то же время двумерные рентгенологические изображения не всегда обеспечивали достаточную информацию для дооперационной оценки состояния костных структур и планирования имплантации, особенно в случаях со значительной атрофией альвеолярной кости и сложной костной морфологией [29, 36, 37, 70, 93].
Такой метод исследования, как компьютерная томография (КТ), до недавнего времени крайне редко использовался в стоматологии, поскольку при исследовании челюстно-лицевой области на общемедицинских томографах пациент получает довольно высокую лучевую нагрузку: доза облучения достигает 1500 мкЗв для последовательного конвенционного томографа и 400 мкЗв — для спирального, в то время как безопасная доза по СанПиН составляет 1000 мкЗв в год [69, 70].
Применение компьютерной томографии для предоперационной диагностики перед дентальной имплантацией было ограничено и по ряду других причин. Во-первых, качество получения изображений было низким из-за недостаточной разрешающей способности томографов. Во-вторых, металлические пломбы и мостовидные протезы, имеющиеся у пациентов, вызывали рассеянные артефакты, которые мешали идентификации анатомических структур.
Прогрессивным шагом явилась разработка специальных дентальных компьютерных томографов, в которых для сканирования вместо традиционного веерного рентгеновского луча используется луч конусной направленности. Вся необходимая информация об исследуемом объекте собирается за один оборот излучателя, синхронизированного с плоским детектором изображения. Конусообразный рентгеновский луч позволяет получить изображение челюстей высокого разрешения, причем доза излучения, поглощенная в процессе сканирования, составляет приблизительно одну шестую от полученной на традиционном спиральном компьютерном томографе [178,180,181, 239, 251].
При обычной и спиральной компьютерной томографии в реформатированных изображениях, сделанных под углом к плоскости просмотра, могут происходить искажения [130, 269]. Матрица сканеров для конусно-лучевой компьютерной томографии устроена таким образом, что при последующей реконструкции позволяет получать изображения, размерно устойчивые по всем осям [144, 163, 174, 188].
Первые конусно-лучевые компьютерные томографы с плоскостным приемником изображения появились в нашей стране около двух лет назад, а сегодня в России насчитывается уже несколько десятков моделей компьютерных томографов такого класса. Однако технологический прогресс в области стоматологии характеризуется не только применением конусной компьютерной томографии в качестве диагностического метода, но и развитием технологий, позволяющих проводить реабилитацию челюстно-лицевой области с помощью дентальных имплантатов на основе её данных [55].
Обоснование выбора диагностических ортопедических шаблонов в зависимости от клинических условий
С целью совершенствования обследования пациентов и повышения эффективности лечения на этапе планирования имплантации осуществляли проектирование и изготовление диагностических рентгеноконтрастных шаблонов для проведения КЛКТ-сканирования. Для разных клинических ситуаций были предложены разные виды шаблонов.
Пациентам группы 1 изготавливали рентгеноконтрастные шаблоны из смеси пластмассы и сульфата бария.
В настоящее время промышленностью выпускаются готовые рентгеноконтрастные пластмассы с содержанием сульфата бария. Однако на отечественном стоматологическом рынке они практически не представлены. Кроме того, при изготовлении рентгеноконтрастных шаблонов в зависимости от клинического случая для более четкого изображения на КЛКТ может потребоваться различное содержание сульфата бария в зубах и базисе протеза.
В связи с этим, по нашему мнению, более удобным, доступным и экономичным является изготовление рентгеноконтрастной смеси в лабораторных условиях из порошка сульфата бария в соединении с прозрачной пластмассой - традиционным материалом для изготовления базисов протезов, в результате чего легко может быть достигнута различная степень рентгеноконтрастности изготовленных шаблонов (рис. 6).
При полном отсутствии зубов изготавливали шаблон в виде полного пластинчатого протеза из пластмассы с добавлением сульфата бария.
Для определения оптимальной концентрации сульфата бария в шаблоне, позволяющей получить при КЛКТ наилучшее отображение протеза и оценить толщину слизистой оболочки, были изготовлены несколько вариантов шаблонов с различным соотношением пластмассы и сульфата бария.
1 вариант - диагностический шаблон целиком изготавливали из пластмассы с содержанием 10% сульфата бария.
2 вариант - изготавливали шаблон в виде полного зубного протеза, в котором зубы содержали 20% BaS04, в то время как базис зубного протеза содержал только 10% BaSCU;
3 вариант - изготавливали полный пластинчатый протез, в котором содержание ВаБОд в зубах составляло 15%, базис изготавливали из прозрачной пластмассы без добавления сульфата бария.
При частичном отсутствии зубов (концевые дефекты зубных рядов) пациентам группы 1 изготавливали диагностический рентгеноконтрастный шаблон в виде частичного пластинчатого протеза из акриловой пластмассы холодного отверждения с сульфатом бария, причем соотношение компонентов было следующим:
1 вариант: порошок пластмассы - 85%, порошок сульфата бария - 15%;
2 вариант: порошок пластмассы — 90%, порошок сульфата бария — 10%. Технология изготовления шаблонов была следующей. В первое посещение снимали полные анатомические оттиски с верхней и нижней челюстей, определяли положение центральной окклюзии. В зуботехнической лаборатории по оттискам отливали гипсовые модели, на которых проводили восковое диагностическое моделирование. Изготавливали восковой базис толщиной 3-4 мм, моделировали зубы из воска или устанавливали искусственные зубы.
При восковом моделировании воспроизводили форму отсутствующих зубов, учитывали окклюзионные взаимоотношения, межальвеолярное расстояние, формировали межзубные контакты и контуры десны. При моделировке воскового базиса по возможности максимально расширяли его границы для улучшения фиксации протеза. Таким образом, получали восковой аналог будущего протеза. Данную конструкцию примеряли на модели и в полости рта пациента, при необходимости осуществляя коррекцию.
С этой целью смесь пластмассы и сульфата бария измельчали до гомогенного состояния и тщательно перемешивали, так как порошок сульфата бария может образовывать комки, которые при КТ-исследовании будут выглядеть как плотные рентгеноконтрастные пятна, искажая изображения. Подготовленную смесь соединяли с мономером и по силиконовому ключу изготавливали диагностический рентгеноконтрастный шаблон.
Полный протез с опорой на слизистую оболочку либо целиком изготавливали из смеси 90% пластмассы и 10% сульфата бария (рис. 8), либо искусственные зубы изготавливали с 20% содержанием BaSC"4, а базис протеза - с концентрацией 10% BaSC 4 (рис. 9).
Градиент между различными процентными соотношениями сульфата бария в диагностическом шаблоне во время проведения сегментации полученных КЛКТ-изображений позволял разделить разные структуры.
Пациентам группы 3 изготавливали диагностический рентгеноконтрастный шаблон из пластмассы холодной полимеризации с йодсодержащим рентгеноконтастным препаратом - липиодолом. Алгоритм планирования лечения с применением шаблона с липиодолом (группа 3) состоял из следующих этапов (рис. 15).
Планирование имплантации с помощью компьютерного моделирования
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) - это система единого стандарта для обмена информацией в медицине. Почти все изготовители систем визуализации медицинских данных работают с системой DICOM, которая стандартизирует не только формат для сохранения цифровых изображений, но и коммуникационные протоколы по обмену данными. Поэтому к каждому изображению добавляется заголовок, который содержит информацию об использованных параметрах сканирования, данных пациента, исследуемой области и т.д. Тем самым обеспечивается совместимость систем различных изготовителей.
Процесс построения изображений начинали непосредственно с объемных данных, заданных на регулярной сетке. Первым этапом являлась фильтрация данных. Программные фильтры, включающие сглаживание, очистку и анализ, позволяли производить удаление артефактов и сглаживать границы объектов.
Артефакты, вызванные движениями пациента или наличием металлических пломб, зубных имплантатов, протезов, ортодонтических конструкций выглядят на компьютерных томограммах как темные и яркие полосы (рис.30а). Они могут существенно снижать диагностическую ценность компьютерной томографии, искажая информацию, содержащуюся в изображении. В некоторых случаях, из-за наличия артефактов, вообще невозможно получить информацию о тех или иных анатомических структурах.
Для устранения артефактов во время подготовки к дентальной компьютерной томографии необходимо по возможности удалить из полости рта все изделия из металла. Однако если исправление или устранение артефактов является невозможным, то произведенные в последующем трехмерные модели будут иметь низкое качество.
В настоящее время появилась возможность улучшить качество полученных изображений программным способом, используя сложные алгоритмы фильтрования полученных цифровых данных, которые реализованы в Amira (рис. 306).
Полутоновые объемные изображения обычно включают большое число различных структур, затеняющих друг друга. Поэтому следующим шагом являлась идентификация различных объектов, представленных в объемных данных так, чтобы их можно было выделить для визуализации или, наоборот, сделать невидимыми. Этот шаг включает сегментацию и интерпретацию.
Для описания объемных данных использовали обобщенную вексельную модель, в которой, кроме информации об интенсивности, каждый воксел содержит атрибуты, характеризующие его принадлежность к различным тканям. Области одинаковых уровней интенсивности представляют собой гомогенные анатомические структуры, тогда как резкие градиенты серого цвета являются индикаторами границ разных тканей. Таким образом, могут быть сегментированы отдельно мягкие ткани, кости, зубы, имеющиеся в полости рта конструкции, а также специально выполненные протезы для сканирования. По каждой группе тканей может быть выполнена отдельная ЗБ-реконструкция с заданной точностью.
Несмотря на то, что Amira позволяет проводить автоматическую сегментацию моделей (например, основанную на уровнях серого цвета), этот способ может применяться только для изображений с высоким контрастом. Вообще в КЛКТ из-за несогласованности в гистограмме распределения труднее, чем в обычной КТ, определить правильный порог уровней интенсивности, чтобы отделить кость от мягких тканей и фона. Поэтому, как правило, для сегментации использовали полуавтоматический процесс, вручную присваивая метки каждому вокселу, чтобы идентифицировать такие структуры, как кортикальная и губчатая кость или мягкие ткани. Для каждой трехмерной модели было определено свое пороговое значение, чтобы сегментировать кость и зубы от второстепенных и мягких тканей.
Положение пациента при КЛКТ с закрытым ртом чрезвычайно затрудняет разделение верхней и нижней челюстей. В этом случае, чтобы визуализировать окклюзионные поверхности зубов и оценить межокклюзионные отношения, приходится использовать ручную сегментацию - процедуру отнимающую много времени и существенно зависимую от пользователя, которая часто заканчивается неудовлетворительными результатами.
В связи с этим, в процессе изготовления диагностического шаблона зубному технику следует разобщать прикус в артикуляторе на 1-2 мм при помощи нерентгеноконтрастного материала. Тогда при сегментации значительно упрощается визуальное разделение верхней и нижней челюстей. При последующем моделировании нижняя челюсть может вращаться и приводиться в состояние максимальной окклюзии с использованием программных средств.
Необходимо отметить, что пороговые значения сегментации больше варьировали на верхней челюсти, чем на нижней челюсти. Так, средние пороговые значения были равны 842±35,1 для нижней челюсти и 658±93,2 -для верхней челюсти. Это можно объяснить тем, что кортикальные пластинки на нижней челюсти достаточно толстые и отмечается практически одинаковый уровень ослабления излучения через всю толщину кости. На верхней челюсти, как правило, тонкая кортикальная кость, особенно в области неба и верхнечелюстных бугров, что создает эффекты разрежения и порозности кости, а также вызывает появление артефактов в трехмерной модели.
Результаты сегментации сохраняли в отдельном файле данных для последующего создания поверхностных моделей, в которой каждый регион показан другим цветом и может быть просмотрен в 3D.
После сегментации выполняли построение поверхностных моделей. По сравнению с другими существующими подходами, которые могут требовать участия пользователя, поверхностный метод реконструкции в программе Amira является полностью автоматическим, осуществляется достаточно быстро и позволяет получить топологически правильные поверхностные модели.
Для рассмотрения внутренних пространственных структур использовали прием создания полупрозрачных поверхностей, что применялось для визуализации нижнечелюстного нерва, выделения зон кортикальной и губчатой кости и др. Другим способом является избирательная визуализация, при которой определенные анатомические объекты или ткани скрываются, а представляющие интерес выдвигаются на первый план для визуализации и анализа.
Например, исключение из анализа мягких тканей осуществляли для лучшего отображения костных структур, что очень важно при расположении имплантата в непосредственной близости выхода важных анатомических образований. Элиминирование костной ткани применяли для лучшей визуализации корней сохранившихся зубов, оценки их морфологии и их пространственного расположения. Такой подход необходим, когда между естественными зубами сохраняется минимальное расстояние, требуемое для размещения имплантата. Оценка корней соседних зубов может быть полезной также при конвергенции или дивергенции корней, вследствие чего доступ для имплантатов может быть ограничен.
Оценка трехмерных цифровых поверхностных моделей челюстей, полученных с помощью КЛКТ, показала зависимость качества моделей от размеров сканируемой области, степени открытия рта во время исследования, размера воксела и пороговых значений сегментации.
Важной характеристикой дентального томографа является FOV -сканируемый объем (сокращенно от Field of View - видимая зона). Необходимый размер сканируемого объема зависит от размеров исследуемой анатомической области, а максимальный сканируемый объем зависит от технических характеристик томографа, в частности, от диаметра детектора. Для компьютерного томографа New Tom 3G максимальное поле охвата составляет 200 мм при использовании детектора диаметром 12", 150 мм при использовании детектора 9" и 100 мм - при использовании детектора 6".
Результаты показали, что для планирования имплантации наилучшим образом подходит выбор средней области сканирования, которая обеспечивается с помощью детектора диаметром 9". При этом происходит полный охват височно-нижнечелюстных суставов с двух сторон и других важных анатомических областей, включая верхнечелюстные пазухи, без потерь качества изображения.
Оценка эффективности ортопедического лечения с применением шаблонов
Варианты применения диагностических рентгеноконтрастных шаблонов при планировании и проведении протезирования с опорой на имплантаты приведем на клинических примерах.
Частичное отсутствие зубов. Клинический случай №1. Пациент Г., 39 лет, амб. карта №0211802-10. Жалобы: на отсутствие зубов на нижней челюсти слева. Перенесенные и сопутствующие заболевания: практически здоров.
Развитие настоящего заболевания: год назад были установлены 3 дентальных имплантата, но через месяц после операции имплантаты были удалены по поводу периимплантита. Диагноз: частичное отсутствие зубов на нижней челюсти слева.
Рекомендовано проведение внутрикостной имплантации в области отсутствующих 36 и 37 зубов, на основе запланированной протезной конструкции, изготовленной по диагностическому ортопедическому шаблону, с использованием направляющего хирургического шаблона. С планом операции и последующим лечением пациент согласен.
Для определения направления имплантатов рекомендовано дополнительное изготовление диагностических моделей, диагностического рентгенологического надесневого шаблона с направляющими штифтами.
После получения оттисков зубных рядов (с нижней челюсти - А-силиконовым материалом, с верхней челюсти — альгинатной массой) были изготовлены гипсовые модели, проведено диагностическое восковое моделирование для изготовления надесневого шаблона.
Изготовлен рентгеноконтрастный шаблон из смеси 90% пластмассы и 10% сульфата бария. Шаблон припасован на нижней челюсти в области отсутствующих 36, 37, 38 зубов. В направляющие отверстия в области 36 и 37 зубов установлены титановые пины (рис. 41). Пациент направлен на КЛКТ-исследование нижней челюсти с шаблоном.
По результатам клинического обследования и данным OI1T1 (рис. 47) принято решение об установке четырех имплантатов на нижнюю челюсть и восьми на верхнюю, на основе запланированной протезной конструкции, изготовленной по диагностическому ортопедическому шаблону, с использованием направляющего хирургического шаблона.
На этапе планирования было принято решение об изготовлении на нижней челюсти - балочной конструкции с опорой на 4 дентальных имплантата и съемного пластиночного протеза с замковыми креплениями; на верхней челюсти - условно-съемной протезной конструкции с опорой на 8 имплантатов (рис. 48) .
По результатам КЛКТ-исследования видно, что в отличие от первого клинического случая, где применялся диагностический шаблон с меньшим содержанием сульфата бария, отмечается более отчетливое отображение на КЛКТ конструкции протеза. Это позволяло не только провести виртуальное моделирование имплантации, но и получить цифровые данные для изготовления хирургического шаблона методами прототипирования.
Анализ отдаленных клинических результатов, который проводили после протезирования в сроки от 6 мес до 2 лет, показал, что все имплантаты были состоятельны, пациенты жалоб не предъявляли.
Наряду с клиническим обследованием, для оценки состояния тканей костно-имплантационного интерфейса проводили рентгенологическое исследование (ортопантомографию и конусно-лучевую компьютерную томографию), которое проводили после завершения периода остеоинтеграции и установки протезов, через 6 месяцев после протезирования, затем, при отсутствии жалоб со стороны пациента, с интервалом в 1 год. КЛКТ-исследование являлось ценным источником диагностической информации, позволяющим оценить уровень репаративных процессов и определить денситометрическую плотность костной ткани в различных участках периимплантатной зоны.
Рентгенологическое исследование показало, что к моменту установки ортопедических конструкций у всех пациентов горизонтальная и вертикальная резорбция костной ткани в области имплантатов была клинически незначительна, либо отсутствовала.
Через полгода после начала полноценного функционирования имплантатов, рентгенографическое исследование также не показало видимой резорбции кости.
Через 2 года после имплантации незначительная горизонтальная резорбция костной ткани в области костно-имплантационного интерфейса отмечалась в 32,0% случаев. Ее среднее значение составляло 0,5±0,1 мм. Следует отметить, что наличие горизонтальной резорбции костной ткани костно-имплантационного интерфейса глубиной не более 1,5 мм при сроке 2 года от момента установки имплантатов, является нормальным и не имеет негативного прогностического значения.
Таким образом, использованные методы трехмерного моделирования позволяли провести индивидуальное планирование направления и места установки дентальных имплантатов для каждого конкретного клинического случая. Применение хирургических шаблонов (изготовленных на основе диагностических ортопедических шаблонов) в ходе операции существенно повышало производительность и уменьшало время вмешательства, а также обеспечивало точность и безопасность установки имплантатов. В конечном итоге, эти факторы оказывали положительное влияние на качество ортопедического лечения - снижалась возможность осложнений, увеличивался срок службы имплантатов и протезов.
