Одним из этапов эндодонтического лечения любого зуба является раскрытие его коронковой полости и нахождение устьев корневых каналов для проведения впоследствии их инструментальной и медикаментозной обработки. Традиционно в процессе выполнения этой манипуляции врач-стоматолог, используя информацию об анатомическом строении коронковой полости того или иного зуба, полученную из научной и учебной литературы, визуально намечает место для препарирования [1—3, 5, 9, 13—15]. Удаляя твердые ткани зуба с помощью турбинных боров, он вскрывает коронковую полость и расширяет ее до необходимых границ. Как правило, эта манипуляция завершается успехом, если полость зуба не изменяет своих нормальных анатомических параметров. Однако достаточно часто возникают ситуации, когда в результате различных патологических процессов (кариес зубов, аномалии развития, патологическая стираемость, абразии и эрозии эмали в области шейки зуба и т. д.) или возрастных изменений коронковая полость зуба может значительно изменяться в объеме, содержать в себе дентикли или полностью кальцифицироваться [4, 8, 10, 12, 16, 17]. В этом случае ее обнаружение и раскрытие для проведения эндодонтических манипуляций вызывает немалые трудности даже у опытных специалистов. Нередко эта ситуация приводит к серьезным осложнениям: перфорации дна и стенок полости зуба, ненахождению устьев его корневых каналов [6—8, 11, 18—26].

В настоящее время в стоматологии нет методов, с помощью которых можно было бы в клинических условиях на коронковой части зуба точно обозначить индивидуальные границы ее полости в трехмерном измерении.

Цель настоящего исследования — разработка нового метода, позволяющего с помощью современных компьютерных и цифровых технологий создавать эндодонтические шаблоны, обеспечивающие повышение качества эндодонтического лечения зубов путем визуализации границ их коронковых полостей.

В исследовании были использованы удаленные постоянные, полностью сформированные моляры, а также скелетированная нижняя челюсть человека с зубами. Зубы не имели очагов кариозного поражения, ранее не подвергались лечению по поводу данного заболевания или его осложнений.

Для изучения строения и локализации коронковой полости исследуемых зубов были использованы данные конусной компьютерной томографии, которая проводилась на аппарате NewTom 3G (QR srl, Верона, Италия). Характеристики томографа отвечали следующим требованиям: диаметр детектора (дюймы) — 12''; поле зрения детектора (максимальное поле охвата) (мм) — 200; размеры пикселя (мм) — 0,22; поле зрения реконструкции (мм) — 215* и 184** (* — укрупненный пиксель; ** — уменьшенный пиксель); диаметр реконструкции (мм) — 215 и 184; размеры пикселя в аксиальных срезах (мм) — 0,42 и 0,36; толщина среза реконструкции (мм) — 0,2—5; шум (%) — 2,6; время сканирования (с) — 36.

Рентгеновский генератор компьютерного томографа работал в следующем режиме: максимальное напряжение 110 кВ для всех режимов; частота рентгеновского генератора 150 КГц; максимальный ток 15 мА; программа уменьшения лучевой нагрузки подбиралась автоматически в зависимости от размера исследуемого объекта.

Программа безопасного сканирования (автоэкспозиция) томографа функционировала по принципу управления временем экспозиции в зависимости от данных, поступающих на детектор.

Доза лучевой нагрузки на исследуемый объект (поля 12''/9''/6'') соответствовала наименьшей эффективной дозе среди объемных томографов —½, 5/4/ мГр

Позиционирование исследуемого объекта предполагало горизонтальное положение, а также использование системы двойного лазерного наведения и соответствующее программное обеспечение.

Для проведения адекватного сравнения данных на стадии планирования, как и для построения точной виртуальной модели, томография проводилась согласно следующим параметрам: размер среза (slice) 0,5—1 мм, угол наклона Гентри (Gantrytilt) 0°.

Полученные данные были конвертированы и сохранены на цифровом носителе в формате DICOM для дальнейшей инженерной и математической обработки.

Для проведения конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) удаленные зубы были загипсованы в специальные кюветы до уровня их коронковой части. Скелетированная челюсть с зубами была использована для этой же цели без какой-либо дополнительной фиксации.

Для получения цифровых данных об анатомических особенностях строения коронковой части моляров, используемых в исследовании, были изготовлены их гипсовые модели, которые в дальнейшем подверглись поверхностному лазерному сканированию. Для данной цели был использован сканер 3SHAPE D900 (3М, США). Параметры данного аппарата включают: количество камер — 4; технологии регистратора — голубой светодиод; погрешность — 15 микрон (*точность определена при помощи калиброванного стандарта); сканирование текстур — цветные текстуры; время сканирования — 15—85 с; сканирование по DentalSystemPremium. Полученные данные были сохранены на цифровом носителе в формате STL для дальнейшего планирования или математической обработки.

Коронковые части зубов в скелетированной нижней челюсти человека были подвергнуты поверхностному сканированию непосредственно, что позволило имитировать проведение этой процедуры в клинических условиях с помощью внутриротового сканера.

Для изготовления различных моделей эндодонтического шаблона был использован метод стереолитографии. Печать шаблонов была осуществлена методом лазерной стереолитографии на установке ЛС-250 (ИПЛИТ, Шатура РФ), обладающей точностью печати в 0,1 мм и шероховатостью 20 мкм. Также для данной цели был использован принтер фирмы Objet — Eden500V («Stratasys», Миннесота, США), обладающий следующими параметрами точности:

— разрешение по осям X, Y — 600 dpi, z — 1600 dpi;

— толщина слоя в режиме «HQ» — 16 мкм;

— относительная точность при печати прототипа 50 мм по одной из осей — 20—85 мкм.

Компьютерное моделирование трехмерных эндодонтических шаблонов проводилось с помощью программного обеспечения 3dsMAX 2009 («Autodesk», США).

Для обработка цифровых данных КЛКТ и поверхностного сканирования зубов и гипсовых моделей было использовано специализированное программное обеспечение — Amira 4.1.2 (VisualizationSciencesGroup, MercuryComputerSystems, США). Для выполнения эндодонтических манипуляций были использованы: цилиндрический турбинный бор с алмазной крошкой на торце и специальные турбинные боры, предназначенные для раскрытия полости зубов.

Использование указанных выше методов исследования позволило разработать следующий алгоритм действий для достижения поставленной цели: прежде всего выполняли КЛКТ зубов верхней или нижней челюсти (скелетированной челюсти с зубами), планируемых для проведения эндодонтического лечения. Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерных просмотровых рентгенологических программ и проводили тщательное изучение полученного цифрового изображения причинного зуба (ряда зубов) в прямой и аксиальных проекциях с целью обнаружения и локализации границ его коронковой полости (рис. 1).

Далее с зубов, требующих эндодонтического лечения, снимали слепок с помощью слепочной массы и отливали модель из гипса, точно копирующую их коронковые части. В случае использования скелетированной челюсти с зубами, данный этап пропускали, учитывая возможность использования в клинических условиях внутриротового лазерного сканера. Полученную модель или скелетированную челюсть сканировали стоматологическим сканером 3SHAPE D900 (3М, США) для получения цифрового изображения коронок исследуемых зубов (рис. 2). После чего с помощью компьютерной программы Amira 4.1.2 (Visualization Sciences Group, Mercury Computer Systems, США) проводили совмещение цифровых изображений зуба, полученных с помощью компьютерной томографии и сканирования. Затем, используя компьютерную программу 3ds MAX 2009 («Autodesk», США), виртуально моделировали трехмерный индивидуальный шаблон на коронковую часть зуба, который имел отверстие, строго совпадающее с границами полости зуба и спроецированное на его жевательную поверхность (рис. 3, 4, 6). Далее таким же способом моделировали второй шаблон на коронковую часть данного зуба, который обеспечивал уже оптимальную глубину раскрытия полости. В шаблоне было смоделировано небольшое отверстие, проекция которого была расположена в границах полости зуба. Шаблон имел ограничитель, представляющий собой полый цилиндр, через который до соприкосновения с коронковой частью зуба предварительно вводился алмазный бор (рис. 5, 8). Он имел цилиндрическую форму и был покрыт алмазной крошкой только с торца рабочей части (рис. 9). При вращении и продвижении бора в глубину зуба он достигал дна коронковой полости и останавливался, так как хвостовик бора упирался в ограничитель. Таким образом, длиной ограничителя можно было регулировать глубину погружения бора.

Затем цифровое изображение шаблонов переводили методом лазерного прототипирования с помощью 3D-принтера в изделие из сверхпрочной пластмассы.

В лабораторных условиях, имитируя клинический этап эндодонтического лечения моляра, первый пластмассовый шаблон помещали на его коронковую часть и закрепляли на ней с помощью адгезивной системы световой полимеризации (рис. 6, 7). Используя тонкий черный фломастер, через отверстие шаблона наносили установленный контур полости зуба на жевательную поверхность коронки зуба, требующего эндодонтического лечения. Снимали первый шаблон. Затем на этот же зуб надевали второй шаблон и через отверстие в нем препарировали торцевым бором коронковую часть на установленную глубину (рис. 8, 9). Таким образом формировали четкие трехмерные ориентиры для построения оптимального эндодонтического доступа. После удаления шаблона проводили раскрытие полости зуба и его последующее эндодонтическое лечение по стандартной методике.

Преимуществами предлагаемого метода по сравнению с традиционными являются: профилактика осложнений и ошибок при проведении эндодонтического лечения зуба на этапе раскрытия полости зуба; сохранение твердых тканей зубов от избыточного препарирования в процессе поиска устьев корневых каналов. Недостатками метода могут быть признаны: необходимость эндодонтического лечения зуба в несколько посещений; дополнительные затраты на моделирование и изготовление индивидуального шаблона.