Анализ биометрических методов антропометрического исследования челюстей

Методы биометрического исследования моделей челюстей представляют интерес не только для ортодонтов, но и для стоматологов-ортопедов и хирургов при протетических и зубозамещающих операционных вмешательствах, которые должны проводиться с учетом требований пациентоориентированного здравоохранения.

Для ортодонтических пациентов разработана специальная форма медицинской карты (приказ Минздрава России от 15.12.2014 №834н (ред. от 18.04.2024) «Об утверждении унифицированных форм медицинской документации, используемых в медицинских организациях, оказывающих медицинскую помощь в амбулаторных условиях, и порядков по их заполнению»), включающая также раздел биометрической диагностики. В связи с этим актуальным является вопрос анализа методов антропометрических исследований для клинического использования у стоматологических пациентов ортопедического, хирургического и ортодонтического профилей.

Цель исследования: анализ данных литературы по изучению биометрических показателей, полученных на моделях челюстей, в том числе включенных в медицинскую карту ортодонтического пациента, определение актуальности и целесообразности их использования для различных нозологических форм стоматологических патологий.

С целью систематизации и изучения биометрических методов диагностики моделей челюстей проанализировано 74 источника отечественной и зарубежной литературы на русском и английском языках. В научном обзоре исследовались публикации и пособия, идентифицированные через поиск в базах данных, и дополнительные источники, определенные через другие ресурсы. Проведен анализ научных публикаций в информационно-аналитических системах PubMed, eLibrary, Google Scholar, по перекрестным ссылкам и ключевым словам: биометрические методы, модели челюстей, медицинская карта, измерение параметров, зубные дуги, апикальные базисы.

При первичном поиске получено 17 867 информационных источников. По соответствию заголовка публикаций теме исследования было выбрано 586 источников. При вторичном анализе было отобрано 74 публикации, соответствующие критериям наличия полнотекстовых источников в открытом доступе и содержащие оригинальные данные.

Систематизация, оценка и изучение источников литературы проводились двумя исследователями, врачами-ортодонтами с опытом клинической практики 16 и 10 лет, независимо друг от друга. Все разногласия устранялись путем консенсуса и консультаций с третьим специалистом. Всего проанализировано 74 источника, которые включали методы биометрического анализа моделей челюстей. Последний отбор источников был в октябре 2024 г.

В пунктах раздела «20.3. Зубные ряды» медицинской карты ортодонтического пациента предусмотрены поля для внесения размеров зубных рядов и апикальных базисов челюстей [1, 2]. Однако этот раздел имеет ограничения в количестве используемых методов для диагностики биометрических параметров. Указанный недостаток можно нивелировать благодаря наличию поля для записи дополнительных параметров диагностики «23. Дополнительные методы обследования».

Изучением биометрических показателей на моделях челюстей занимались многие авторы (A. Pont, G. Korkhaus, N.H. Nance, H.G. Gerlach, З.И. Долгополова, W.A. Bolton и др.) [цит. по 3, 4].

Так A. Pont (1907) [цит. по 5, 6] предложил метод, основанный на зависимости ширины зубных дуг нижней и верхней челюстей от мезиодистальных размеров коронковой части четырех верхних резцов. В зависимости от периода формирования прикуса (сменный или постоянный) предусмотрено различное расположение измерительных точек. Однако этот метод неприменим во временном прикусе, погрешность расчетов неизбежно возникает при изменении пространственного положения первых моляров и премоляров, адентии, дефектах твердых тканей коронковой части или обширных реставрациях с нарушением анатомических структур зубов [7—11]. Кроме того, метод не предусматривает измерения других параметров, например длины зубного ряда.

G. Korkhaus (1957) [цит. по 6, 12], дополняя методику Pont, обнаружил взаимосвязь проекции длины зубной дуги и размеров резцов верхней челюсти. Эта методика используется как для постоянного, так и для начального периода сменного прикуса и не применяется во временном, измерение длины осуществляется только в переднем отделе зубного ряда, при этом идентификация дистальной точки Korkhaus затруднительна из-за сложности в построении перпендикуляров между срединно-сагиттальной плоскостью и туберальной, что обусловлено несовершенством диагностического инструментария.

Кроме того, упомянутые методики не учитывают возможные аномалии размеров зубов фронтальной группы на верхней и нижней челюстях [13], на которые опираются дальнейшие расчеты.

Для оценки пропорциональности размеров резцов P. Tonn предложил методику, основывающуюся на зависимости размеров коронковой части постоянных резцов на обеих челюстях, этот индекс составил, по мнению автора, 4/3 [12, 14]. В настоящее время введены поправки в зависимости от глубины резцового перекрытия: так, при наличии прямого прикуса поправка по H. Gerlach [6] составила 1,22, при глубоком прикусе считают по Ю.М. Малыгину (1971) как 1,42. Помимо этого, во временном ортогнатическом прикусе поправка по З.И. Долгополовой составит 1,30.

Однако иногда при несоответствии пропорций зубов на верхней и нижней челюстях бывает трудно определить, на какой из них имеется аномалия. В таких клинических случаях может быть полезна методика диагностики аномалий размеров зубов по Л.П. Зубковой, согласно которой нормодентией считается варьирование полученных значений суммы мезио-дистальных размеров верхних резцов от 28 до 32 мм, а нижних — от 22 до 24 мм; относительной макродентией — значения 33—34 мм для верхних резцов и 25—27 мм — для нижних резцов; абсолютной макродентией является значение, превышающее 35 мм для верхних резцов и 28 мм для нижних резцов; диагноз микродентия ставится в случае, если полученное значение меньше 28 мм для верхних резцов и 22 мм для нижних резцов [15].

Недостатком методов является невозможность проведения в отсутствие хотя бы одного из измеряемых зубов или их групп вследствие травмы, оперативного вмешательства, отсутствия зачатка, аномалий прорезывания, а также при деформации формы коронки с изменением ее размеров.

Те же недостатки отмечаются при оценке соответствия размеров 6 или 12 зубов по методике W. Bolton, при которой оценивается пропорциональность размеров постоянных зубов верхней и нижней челюстей [6, 16].

При возникновении подобных проблем из-за отсутствия зуба в зубном ряду, вследствие его ретенции или задержки прорезывания некоторые авторы рекомендуют использовать значения размеров коронковой части зуба на противоположной стороне. Однако данная методика является спорной по причине физиологической асимметричности биологического организма и может быть применена, вероятно, лишь при первичной или вторичной адентии. При ретенции или задержке прорезывания одного или нескольких зубов целесообразно использование данных рентгенологических исследований пациентов.

Кроме того, перечисленные методы используются только для постоянного прикуса, а также не позволяют сравнить длину зубного ряда с суммой наиболее широкой коронковой части зубов, что особенно необходимо для возможности определения тесного положения зубов [цит. по 17], обусловленного несоответствием их величины, и дифференцировать от тесного положения как следствия сужения или укорочения зубного ряда [цит. по 18].

Для этих целей N. Nance [6] изобрел методику, применимую как во временном, так и в постоянном прикусе. Суть заключается в сравнении длины зубного ряда альвеолярного отростка с шириной коронковой части зубов (Σ10/12 Lo/Lu=X; L Lo/Lu=Y).

Однако эта методика также имеет ряд существенных недостатков. Интерпретация описания методики не содержит пояснительных данных в отсутствие одного или более зубов, наличии ретенированного, импактного или дистопированного зуба [цит. по 19], при аномалиях развития коронковой части, ее разрушении или протетическом восстановлении и других аномалиях. Это приводит к проблемам при попытке наложении проволочной лигатуры на соответствующие ориентиры.

На точность и воспроизводимость измерений прямое влияние оказывает сама методика, предусматривающая использование мягкой проволочной лигатуры, которая накладывается на модель посредством прижатия ее пальцами, что повышает возможность возникновения ошибок, вызванных человеческим фактором и несовершенством диагностических инструментов.

Так, на кафедре ортодонтии УО «Белорусский государственный медицинский университет» проведено исследование, по результатам которого выявлено, что из 32 пациентов с нейтральным прикусом лишь у 14 (43,75± 8,77%) общая длина нижнего зубного ряда соответствовала сумме мезио-дистальных размеров 12 нижних зубов [20].

Помимо недостатков, связанных с погрешностями в измерениях, возможна ложная интерпретация клинического диагноза из-за игнорирования размеров альвеолярного отростка в методе [21]. Поскольку измерения проволочной лигатурой проводят по режущим краям передних зубов, при вестибуло-оральном изменении их расположения проволока будет находиться за пределами анатомического центра альвеолярного отростка. Результаты измерений суммы мезио-дистальной длины зубов и длины зубного ряда таким образом не будут сопоставляться с размерами длины альвеолярного отростка, следовательно, данный метод не может применяться самостоятельно для диагностики.

Подобный метод также был предложен H. Gerlach [22, 23]. Однако в его основе заложен принцип функционального единства соотношений длин сегментов зубных рядов, пропорциональность которых характерна для нормального прикуса, что также позволяет установить причину нарушения правильных межокклюзионных контактов [цит. по 24].

Кроме того, в отличии от метода N. Nance, при котором использовалась мягкая проволочная лигатура, в методе H. Gerlach необходимо иметь только линейку, что упрощает процесс диагностики, сокращает рабочее время, а также погрешности искомых величин сегментов зубных дуг. Данный метод применим в сменном и постоянном прикусах с использованием поправок, предложенных P. Tonn (1,35), Ю.М. Малыгиным (1,42), H. Gerlach (1,22) [6, 12, 14], что позволяет получить наиболее точные показатели диагностики.

Однако перечисленные методики не отвечают на вопросы соответствия размеров зубных дуг между собой. По данным G. Rehák [цит. по 8], в норме отношение лонгитудинальной (общей) длины нижней зубной дуги к верхней описывается индексом длины, который составляет 0,87. Измерения проводят от мезиальных краев первых постоянных моляров левой и правой стороны с помощью проволочной мягкой лигатуры, что автоматически дает погрешность в связи с многочисленными изгибами, уменьшением и увеличением конечных показателей длины. Кроме того, как и все рассмотренные методики, данная также не позволяет отслеживать поперечные и сагиттальные размеры зубных дуг во временном прикусе.

Работой по определению размеров зубных рядов у детей в возрасте от 3 до 6 лет занималась З.И. Долгополова (1973) [цит. по 3, 4]. Как и в других методах, основными недостатками предложенных ею измерений являются отсутствие пояснений по алгоритму работы при адентиях, ретенциях или дистопированном положении одного или нескольких зубов.

Несмотря на многообразие методик по измерению размеров зубных рядов, ни в одном из описанных методов также не учитываются параметры апикальных базисов.

H. Howes (1957) [цит. по 25] в своих работах по изучению апикальных базисов верхней челюстей выявил зависимость между трасверсальными размерами зубной дуги и шириной апикального базиса в области fossa canina. Его работу продолжила Н.Г. Снагина (1988) [цит. по 26], которая установила зависимость между шириной зубной дуги и мезио-дистальными размерами 12 постоянных зубов на верхней челюсти, шириной и длиной апикального базиса. Однако главным условием, при котором возможно применить данный метод, является наличие правильно отлитой модели челюсти с полным зубным рядом (в пределах первого моляра с каждой стороны) и вестибулярной поверхностью альвеолярного отростка до переходной складки, с хорошо отраженным рельефом твердого неба.

Методика анализа зубных рядов по М.З. Миргазизову (1980) [27] также характеризует размеры апикального базиса челюстей, переднего участка зубного ряда, длину верхней зубной дуги и положение верхней и нижней челюстей по отношению к первым молярам. Для осуществления измерений требуется параллелометр с угловым механизмом, что усложняет внедрение методики в широкую клиническую практику.

Еще более сложная методика с использованием высокотехнологичного оборудования предложена и запатентована Ф.Ф. Маннановой и соавт. в 1998 г. [28] и применялась для измерения апикального базиса челюстей на гипсовых моделях. Процесс измерения позиционируется как бесконтактный, высокочастотный и автоматизированный, однако является весьма трудоемким, требующим строгого позиционирования составных частей и использования массивной конструкции аппарата.

С течением времени и развитием 3D-технологий, появлением конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) и STL-моделей [29], создаются цифровые методы для измерения апикальных базисов челюстей. Один из таких был разработан Е.А. Ищенко и соавт. в 2019 г. [30] и подразумевал преобразование КЛКТ в STL-формат для печати модели на 3D-принтере с последующим проведением расчетов по верхушкам корней первых премоляров, первых моляров и медиального резца. Применение этого метода перспективно, но затруднительно, поскольку он подразумевает использование высокотехнологичного дорогостоящего оборудования и персонала со специальными навыками работы на нем, что увеличивает стоимость и трудозатраты [31].

Ни один из упомянутых способов не позволяет оценить форму зубных рядов. В свою очередь такие авторы, как Хауль, Гербер, Гербст и А.М. Кыдар [цит. по 16] разработали графические методы для изучения данного параметра. Диаграмма Хауля—Гербера—Гербста предназначена для сравнения полученного чертежа с гипсовой модели с дальнейшей оценкой характера и степени деформации [16, 32, 33]. Метод графической репродукции зубной дуги по А.М. Кыдар является модификацией метода геометрически-графической репродукции зубных дуг и применяется для диагностики аномалий положения передних зубов [цит. по 16, 34, 35]. Он определяет направление и величину смещения зубов в вестибуло-оральном направлении.

Общий недостаток для этих методов состоит в графическом воспроизведении на бумаге с применением дополнительного оборудования. Перенос измерений с объемных моделей на лист сопровождается искажением измерительных данных из-за различного расположения исследуемых плоскостей на объемной модели.

В настоящее время эстетическая (реставрационная) стоматология соответствует своему названию и является приоритетным направлением в индустрии здравоохранения и красоты. Одно из наиболее важных объектов, определяющих привлекательность человека — лицо, симметричность правой и левой сторон относительно плоскости [цит. по 36], проходящей между верхними и нижними центральными резцами и совпадающей с эстетическим центром лица.

Асимметричные аномалии окклюзии челюстно-лицевой области [37] требуют особого подхода и дополнительных методов диагностики из-за сложности составления плана лечения. Классические методы не дают полного представления о клинической картине, поскольку двухмерные рентгенологические снимки имеют ряд существенных недостатков, связанных с методикой получения изображения [38—40].

Анализ трансверсальных деформаций зубных рядов и смещения боковых групп зубов следует также проводить на моделях челюстей, что дает лучшую визуализацию и нивелирует недостатки рентгенологических методов. Существует несколько методик, позволяющих определить мезиальный сдвиг боковой группы зубов [20].

G. Schmuth (1994) [цит. по 41, 42] предложил рассматривать этот параметр относительно небно-шовно-сосочковой линии (RPT), которая проводится через задний край резцового сосочка и первую пару поперечных небных складок. В отсутствие признаков мезиального смещения одного из боковых сегментов зубов RPT будет проходить через середину коронковой части клыков. При аномалии линия проходит дистальнее (например, через премоляры), в таком случае необходимо уточнить показания к их удалению.

Сложности в интерпретации методики могут возникнуть при дистопированном положении и тортоаномалиях клыков на верхней челюсти [43, 44], погрешностях при отливке моделей, а также нарушениях технологии снятия оттисков, что приведет к искажению или отсутствию ориентиров на слизистой оболочке неба [45—49].

В свою очередь A. Schwarz [цит. по 50, 51] расширил и упростил методику определения мезиального сдвига одной из боковых сторон. Для этого необходимо провести линию по срединно-небному шву и опустить перпендикуляры от дистальных поверхностей первых моляров к ней. Несовпадение касательных под углом в 90° и будет указывать на сдвиг той или иной стороны [52]. Эта методика применима только в постоянном прикусе, а также не дает точной формулировки расположения точки на дистальных поверхностях моляров, от которой строятся перпендикуляры. Это, возможно, связано с неточностью формулировок в описании метода из-за сложности в переводе. Данное уточнение принципиально важно при ротации моляров и вестибуло-оральных смещениях зубов.

Вероятно, в таких клинических ситуациях методика дала бы более информативные результаты не при построении перпендикуляров от дистальных точек до срединно сагиттальной плоскости, а при соединении между собой дистальных точек небных бугров первых постоянных моляров и дальнейшем анализе угла, образованного этой линией и срединно-сагиттальной плоскостью. Тогда отклонение угла от 90° указывало бы на нарушение положения моляров в мезио-дистальном направлении или ротацию этих зубов.

Для повышения точности в определении смещения мезиально-боковых групп зубов можно использовать две дополнительные модификации, одна из которых представляет собой графический метод и предполагает построение перпендикуляров к срединно-небному шву. При этом за расчетные точки на зубах принимаются вершины бугров клыков, середины фиссур на первых и вторых премолярах, точки A. Pont на молярах. Во второй модификации проводятся измерения расстояний от точки межрезцового сосочка до режущего бугра клыка и референтных точек A. Pont с дальнейшим сравнением линейных параметров контралатеральных сторон [53—55].

Для выявления несоответствий в расположении боковых зубов в трансверсальном и сагиттальном направлениях [56, 57] также целесообразно использование метода анализа, предложенного T. Fuss [цит. по 58, 59]. Он позволяет сопоставить размеры левой и правой части зубного ряда, чтобы определить односторонний мезиальный сдвиг боковой группы. Применяется в постоянном прикусе для планирования направления ортодонтических сил.

Положение боковых зубов можно также оценить относительно точки «О», расположенной на пересечении срединного небного шва и касательной к дистальным поверхностям первых постоянных моляров. Расстояние от точки «О» до измерительных точек справа и слева в норме должно быть равным.

Главным недостатком всех методов определения мезиального сдвига является их графическое воспроизведение, для которого необходимо дополнительное оборудование, ортокрест [цит. по 60]. Погрешность измерений возможна вследствие ручной фиксации ортодонтической сетки. А патология окклюзионной плоскости [61, 62] с изменением кривой Шпее в пространстве ведет к искажению результатов [43].

При этом вертикальные аномалии окклюзии [63—65] остаются вне досягаемости рассмотренных ранее способов, тем не менее исследование сагиттальной щели [66] и вертикального перекрытия необходимо для изучения динамики в процессе лечения. Наличие и значение вертикальной резцовой дизокклюзии (ВРД) определяет степень тяжести аномалии [67].

Способы измерения ВРД в литературе подробно не описаны, однако в большинстве случаев поясняются графическими материалами, на которых измерения предлагают проводить от вершины режущих краев центральных резцов. При таком роде исследования остается открытым вопрос: каким образом осуществляется корректировка сагиттальных расстояний при аномалиях окклюзии и положении отдельных зубов.

Кроме того, множество авторов предложили разноречивые трактовки степени оценки тяжести ВРД. Например, Л.С. Персин (2015) [68, 69] идентифицировал тяжесть аномалии по следующим степеням:

1-я — отсутствие резцового перекрытия от 1 до 3 мм;

2-я — от 3 до 5 мм;

3-я — от 5 мм и более.

Н.Г. Аболмасов и соавт. (2008) [70] согласны с разделением по трем степеням, однако предлагают иные цифровые значения:

1-я степень — до 5 мм;

2-я степень — до 9 мм;

3-я степень — больше 9 мм.

Другие авторы [71] определяют степень тяжести ВРД по отношению к горизонтальной (окклюзионной) плоскости:

1-я степень — не смыкаются резцы и клыки;

2-я степень — не смыкаются резцы, клыки и премоляры;

3-я степень — смыкаются только последние моляры.

S. Premkumar (2015) [72] предлагает более подробную классификацию ВРД:

— неполное вертикальное резцовое перекрытие (тенденция к ВРД);

— простая: дизокклюзия более 1 мм, но в пределах резцов и клыков;

— сложная: дизокклюзия резцов, клыков и премоляров;

— сложносоставная или инфантильная: дизокклюзия достигает вторых или третьих моляров;

— ятрогенная — в результате неправильного лечения [72].

Три степени выраженности открытого прикуса выделяет Ф.Я. Хорошилкина [цит. по 73]:

I степень — до 5 мм;

II степень — до 9 мм;

III степень — более 9 мм.

Предложенные методики определения размеров вертикальной и сагиттальной щелей имеют общий недостаток в виде отсутствия достоверных данных по определению и постановке расчетных точек, в описании не содержится информация по поводу построения плоскостей, относительно которых производятся расчеты, что также может вызвать погрешности в измерениях и интерпретации данных [цит. по 74].

Таким образом, несмотря на высокий уровень развития ортодонтической помощи населению, при изучении доступной литературы по биометрическим методам исследования моделей челюстей выявлено, что в настоящее время информация носит неструктурированный характер, отсутствует кластеризация различных методик, а это приводит к применению на практике лишь ограниченного спектра расчетов моделей. Нет всестороннего представления о клинической картине, что вызывает затруднения в постановке диагноза и выбора плана лечения. К тому же в медицинской карте ортодонтического пациента отсутствуют данные о необходимости применения той или иной методики для расчета параметров, что может повлечь разногласия экспертов при разборе клинического случая. Это подводит врача к использованию ограниченного количества методов исследования.

Имеющаяся в доступе полнотекстовая литература несет в себе фрагментарность и противоречивость данных, что вводит в заблуждение исследователей. Перечисленные факты сигнализируют о необходимости разработки алгоритмов применения биометрических методов анализа и выработке тезауруса.

Кроме того, необходимо отметить, что техническое оснащение кабинета напрямую влияет на этапы диагностики. Применение аналоговых инструментов для проведения расчетов усложняет процесс и увеличивает его время. Отсутствие специализированных приборов обусловливает необходимость применения подручных средств, что существенно снижает точность конечных значений и непосредственно влияет на постановку диагноза. В настоящее время в современных клиниках мы чаще замечаем тенденцию на цифровизацию многих этапов. Высокотехнологичная стоматология имеет преимущества в плане скорости и удобства работы. Помимо этого, несомненным преимуществом является наличие в системах IOS гибкого измерительного инструментария, который помогает нивелировать погрешности аналоговых систем.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Попов Н.В., Винник С.В.

Сбор и обработка материала — Попов Н.В., Аюпова И.О., Евсеев В.С.

Статистическая обработка — Хамадеева А.М., Ливанова О.Л.

Написание текста — Аюпова И.О., Евсеев В.С., Давидюк М.А.

Редактирование — Аюпова И.О., Попов Н.В., Евсеев В.С.

Participation of authors:

Concept and design of the study — Popov N.V., Vinnik S.V.

Data collection and processing — Popov N.V., Ayupova I.O., Evseev V.S.

Statistical processing of the data — Khamadeeva A.M., Livanova O.L.

Text writing — Ayupova I.O., Evseev V.S., Davidyuk M.A.

Editing — Ayupova I.O., Popov N.V., Evseev V.S.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.