Трехмерный морфометрический анализ зубочелюстно-лицевой системы у пациентов с дистальной окклюзией по данным конусно-лучевой компьютерной томографии

Черепно-лицевые структуры представляют собой объемные анатомические образования, в связи с чем традиционная телерентгенограмма головы в боковой проекции не в полной мере отражает, а нередко и искажает их строение, расположение [1]. Появление конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) и 3D-программного обеспечения позволило визуализировать и анализировать черепно-лицевые структуры в трехмерном формате (одновременно в сагиттальной, корональной, аксиальной плоскостях) без геометрических искажений, которые часто встречаются на обычных рентгенограммах [2—4]. Помимо этого, на 3D-реконструкциях возможно изучение истинных размеров структур челюстно-лицевой области (ЧЛО) справа и слева, что невозможно провести на 2D-рентгеновских изображениях, поскольку они являются проекцией черепа на срединно-сагиттальную плоскость [3]. G. Perrotti и соавт. (2021) [5, 6] разработали систему 3D-цефалометрического анализа Total Face Approach (TFA) для оценки асимметрии в вертикальной, трансверсальной и сагиттальной плоскостях. Анализ состоит из серии линейных и угловых измерений, полученных путем вычисления расстояния между цефалометрическими точками и плоскостями SFP (верхняя лицевая плоскость): плоскость, проходящая через точку назион (N) в аксиальной плоскости. ANSP (плоскость передней носовой ости) проходит через точку передней носовой ости в аксиальной плоскости. MP (подбородочная плоскость) — плоскость, проходящая через точку ментона (Me) в аксиальной плоскости. Расстояния всегда рассчитывались между одной точкой и одной плоскостью: 1) передневерхний вертикальный размер: расстояние между SFP и точкой ANS; 2) передневерхний вертикальный размер: расстояние между ANSP и точкой Me; 3) общий передний вертикальный размер: расстояние между MP и точкой назион (N). Метод вертикального анализа включает вычисление расстояния между тремя построенными плоскостями и позволяет определить степень несоответствия скелета относительно идеальных значений [1, 5, 6].

Sung Ho Kang и соавт. (2020) [7] предложили 3D-цефалометрический анализ, включающий ориентиры: N (назион), брегму (точка в месте нахождения сагиттального и венечного швов), большое затылочное отверстие (в центре), Me (ментон), нижнечелюстное отверстие, венечный отросток, Or (орбитальная точка) и Ро (порион), причем последние четыре точки являются двусторонними. Первые три точки: N (назион), брегма, большое затылочное отверстие — использовались для определения срединно-сагиттальной плоскости, последние две двусторонние точки — для определения Франкфуртский горизонтали. Затем ориентиры были разделены на три группы: среднесагиттальная плоскость, трансверсальная плоскость и плоскость основания нижней челюсти [7].

Программное обеспечение ViSurgery (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016619793, РФ) позволяет выполнить расстановку цефалометрических точек не только на твердых тканях черепа, но и на мягких тканях лица, построенных на основе DICOM-файлов КЛКТ. Расстановка цефалометрических точек происходит в автоматизированном режиме благодаря встроенным алгоритмам, основанным на глубоком машинном обучении. Однако это не исключает необходимости коррекции оператором расставленных точек на 1—2 мм в зависимости от их расположения. Представленное программное обеспечение позволяет проводить трехмерную реконструкцию и автоматизированное количественное измерение костных структур черепа и мягких тканей лица [3].

Цель исследования: сравнительный анализ размеров и положения структур ЧЛО у пациентов с дистальной окклюзией (гнатической и зубоальвеолярной форм) с применением нового 3D-анализа.

Объектом исследования явились 132 пациентов в возрасте от 18 до 45 лет (средний возраст±25 лет) из них 79 женщин, 53 мужчины. При клиническом осмотре у всех пациентов диагностирована дистальная окклюзия и запланировано ортодонтическое лечение. Для уточнения диагноза, определения обусловленности зубочелюстной аномалии, составления персонифицированного плана лечения всем пациентам проведена КЛКТ черепа на оборудовании KavoExam с последующим автоматизированным 3D-цефалометрическим расчетом в программном обеспечении ViSurgery 3Dstudio. В программе проведен 3D-анализ костных и мягкотканых структур по авторской методике (Оборотистов Н.Ю., Мураев А.А., Персин Л.С.). Выполнен сравнительный анализ параметров при дистальной окклюзии (гнатической и зубоальвеолярной форм) и нормальной окклюзии, определены их зависимости. Оценивали 3D-параметры с правой и левой сторон, а также их 2D-проекцию на срединно-сагиттальную плоскость, построенную на основании ориентиров — цефалометрических точек S, N, A (рис. 1).

Рис. 1. Реконструкция черепа в программном комплексе ViSurgery с определенными цефалометрическими точками и проведенной срединно-сагиттальной плоскостью.

а — вид справа; б — вид спереди; в — вид слева.

Для изучения линейных параметров нижней челюсти справа и слева определяли высоту ветви (CoR-GoR, CoL-GoL), длину тела (Pg-GoR, Pg-GoL, MeC-GoR, MeC-GoL), общий размер нижней челюсти (CoR-Pg, CoL-Pg, PoR-Pg, PoL-Pg), ширину апикального базиса на уровне середины корней между клыками и премолярами справа и слева, а также их проекцию на срединно-сагиттальную плоскость.

Для изучения линейных параметров верхней челюсти определяли длину основания (ANS-PNS), длину от задней носовой ости до дистального бугра первого верхнего моляра справа и слева (PNS-DistalU6R, PNS-DistalU6L) с ее проекцией на срединно-сагиттальную плоскость. Линейные и угловые параметры положения и взаиморасположения челюстей определяли по величине Witts, SNA, SNB, ANB, B-A-Pg, S-N-Pg, ML-R/NSL, ML-L/NSL, NL-R/ML-R, NL-L/ML-L, ML/OcP, GoR-PNS, GoL-PNS с их проекцией на срединно-сагиттальную плоскость.

Угловым параметрам, определяющим направление роста лицевого отдела черепа справа и слева, соответствовали N-S-ArR, N-S-ArL, ArR-GoR-Me, ArL-GoL-Me, CoR-GoR-Me, CoL-GoL-Me. Рассматривали дистальную окклюзию гнатическую, зубоальвеолярную и мезиальную (гнатическую) формы. Дифференциальную диагностику дистальной окклюзии (гнатическая или зубоальвеолярная форма) проводили на основании анализов Sassouni и Shtainer. В соответствии с анализом Sassouni для определения гнатической формы аномалии окклюзии необходимо оценить положение точки B по отношению к дуге A-P: если точка B располагается относительно дуги A-P более чем на 3 мм кзади, это свидетельствует о гнатической форме дистальной окклюзии; при расположении точки В на 3 мм кпереди от арки — о гнатической форме мезиальной окклюзии (рис. 2).

Рис. 2. Схематичное изображение расположения точки В относительно плоскости А-Р.

а — нормальное соотношение апикальных базисов верхней и нижней челюсти; б — гнатическая форма дистальной окклюзии; в — гнатическая форма мезиальной окклюзии.

Кроме того, определяли углы и размеры положения верхней (∠SNA, PNS-A’), нижней (∠SNB, Go-Pg) челюсти относительно переднего основания черепа, межчелюстного угла (∠ANB). При ∠SNA=82±2°, ∠SNB=80±2°, PNS-A’=0,7·NSL, Go-Pg=NSL+6 мм, смыкании моляров и/или клыков по дистальному типу определяли зубоальвеолярную форму дистальной окклюзии; при величине ∠SNB≤77° — гнатическую форму дистальной окклюзии, обусловленную нижней ретрогнатией. При PNS-A’≥0,7·NSL и нормальных значениях углов положения верхней и нижней челюсти, межчелюстного угла, размеров нижней челюсти определяли гнатическую форму дистальной окклюзии, обусловленную верхней макрогнатией; при Go-Pg≤NSL+6 мм определяли гнатическую форму дистальной окклюзии, обусловленную нижней микрогнатией. Сочетанные формы гнатической формы дистальной окклюзии, обусловленной верхней про-, макрогнатией определяли при ∠SNA ≥85°, ∠ANB ≥5°, PNS-A’ ≥0,7*NSL; нижней ретро-, микрогнатией — ∠SNB ≤77°, ∠ANB ≥5°, Go-Pg ≤NSL + 6 мм.

Статистически значимые отличия для средних значений при дистальной окклюзии (гнатической формы) у мужчин обнаружены для следующих параметров: уменьшение линейных параметров Co-Pg справа, слева и 2D, характеризующих общий размер нижней челюсти, что свидетельствует о нижней микрогнатии, определяющей этиологическую обусловленность гнатической формы дистальной окклюзии среди пациентов исследуемой группы.

Уменьшение углового параметра Ar-Go-Me, являющегося составным углом суммарного угла Bjork и характеризующего направление роста лицевого отдела черепа, свидетельствует о преобладании горизонтального типа роста лицевого отдела у среди мужчин с дистальной окклюзией (гнатическая форма). Отмечено достоверное увеличение угла ANB, характеризующего взаимное расположение верхней и нижней челюстей относительно друг друга в сагиттальной плоскости, а также угла B-A-Pg, характеризующего величину подбородка.

Сравнительный анализ показал, что для лиц мужского пола с зубоальвеолярной формой дистальной окклюзии характерно достоверное уменьшение линейных параметров, отражающих общую длину и размер нижней челюсти (2D Co-Go, 3D Pg-GoR_ 3D Pg-GoL, CoL-Pg, 3D MeC-GoL), что интерпретировалось нами как микрогнатия. Напротив, углы, отвечающие за направление типа роста лицевого отдела черепа, были увеличены (NL/ML справа и слева и 2D), что свидетельствовало о тенденции к вертикальному типу росту (табл. 1).

Таблица 1. Цефалометрические параметры показателей нормы у мужчин с гнатической и зубоальвеолярной формой дистальной окклюзии

Статистические значимые отличия для средних значений при дистальной окклюзии (гнатическая форма) у женщин обнаружены для следующих параметров: 3D CoR-GoR, 2D Co-Go, 3D CoL-Pg, 3D CoR-Pg и 2D Co-Pg — их уменьшение свидетельствует об укорочении общей длины и высоты ветви и тела нижней челюсти, что интерпретируется как нижняя микрогнатия. Помимо этого, отмечено достоверное увеличение угла ANB, что наряду с вышеупомянутой микрогнатией свидетельствует о тенденции к нижней ретрогнатии, обусловливающей формирование гнатической формы дистальной окклюзии у пациентов исследуемой группы. Уменьшение линейных параметров 3D CoR-Pg, 3D CoL-Pg, и 2D Co-Pg, коррелирует с уменьшением угла S-N-Pg, характеризующего положение подбородка, и подтверждает его заднее положение. Выводы относительно достоверного увеличения угла B-A-Pg аналогичны заключению, полученному в ходе анализа обусловленности гнатической формы дистальной окклюзии у мужчин. Для женщин в исследуемой группе характерно уменьшение угла N-S-Ar справа и слева, определяющейся как тенденция к горизонтальному типу роста лицевого черепа.

У женщин с зубоальвеолярной формой дистальной окклюзиии, как и мужчин, отмечено уменьшение линейных параметров, определяющих размер нижней челюсти: 3D CoL-GoL, 2D Co-Go, 3D CoL-Pg, что интерпретировали как микрогнатия; увеличены (NL/ML R, NL/ML L и 2D), что свидетельствовало о вертикальном типе роста (табл. 2).

Таблица 2. Цефалометрические параметры показателей нормы у женщин с гнатической и зубоальвеолярной формой дистальной окклюзии

Предложенный цефалометрический анализ в программном обеспечении ViSurgery позволяет в автоматизированном режиме детально изучить черепно-челюстные взаимоотношения в трехмерном пространстве и получить полное представление о степени выраженности и обусловленности имеющейся аномалии. По результатам исследования установлено, что обусловленность гнатической формы дистальной окклюзии как у мужчин, так и у женщин связана с нижней ретро-, микрогнатией. Отмечен горизонтальный тип роста лицевого отдела черепа для исследуемых групп. Напротив, для лиц мужского и женского пола с зубоальвеолярной формой дистальной окклюзии был характерен вертикальный тип роста лицевого отдела черепа.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Оборотистов Н.Ю., Гиоева Ю.А., Афанасьева Я.И.

Сбор и обработка материала — Оборотистов Н.Ю., Афанасьева Я.И.

Написание текста — Оборотистов Н.Ю., Афанасьева Я.И.

Редактирование — Оборотистов Н.Ю., Афанасьева Я.И., Карамышева Е.И.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Participation of authors:

Concept and design of the study — Oborotistov N.Yu., Gioeva Yu.A., Afanaseva Y.I.

Data collection and processing — Oborotistov N.Yu., Afanaseva Y.I.

Text writing — Oborotistov N.Yu., Afanaseva Y.I.

Editing — Oborotistov N.Yu., Afanaseva Y.I., Karamisheva E.I.