Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения давления, оказываемого на зуб при окклюзии зубных рядов

Изобретение относится в медицине, в частности к стоматологии и может быть использовано в определении давления оказываемого на зубы в процессе окклюзии и прогнозирования их функциональности.

Известен способ измерения силы жевательного давления и тензометрический гнатодинамометр для этого измерения (см. Иванов А.С. Тензометрический прибор для измерения передачи давления через зубы на периодонт. //Стоматология, №3, 1974, с. 86).

Известен способ исследования чувствительности периодонта зубов к жевательному давлению и устройство, которое состоит из металлического корпуса, имеющего форму отрезка цилиндра, один конец которого закрыт, а второй конец имеет шкалу с делениями и стрелкой, внутри корпуса находится пружина, соединенная с наконечником. Для осуществления способа наконечник устройства ставят на поверхность исследуемого зуба, и врач оказывает небольшое, постепенно возрастающее давление рукой на корпус прибора. Давление, которому подвергается зуб, отмечается стрелкой прибора (см. Клейтман И.А. Гнатодинамометр. //Стоматология, 1950, №2, стр. 51-53).

Из уровня техники известны способ и устройство для измерения максимального усилия сжатия зубов. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения за счет измерения неконтролируемого сознанием жевательного давления во время сна, возможность восприятия жевательного давления в вертикальном и горизонтальном направлениях и измерение нагрузки в динамике. Способ заключается в измерении максимального усилия сжатия челюстей путем наложения устройства на поверхность зуба, оказания на него давления и измерения усилия сжатия. Устройство фиксируют на зуб, пациента помещают в полисомнографический кабинет для сна по меньшей мере на 12 часов, по истечении указанного времени устройство снимают, вынимают шарики и измеряют суммарную площадь отпечатков всех шариков с двух сторон под микроскопом при помощи шаблона, затем для определения максимального усилия сжатия зубов строят график, где на горизонтальной оси откладывают величину деформирующего усилия, а на вертикальной - суммарную площадь отпечатков всех шариков с двух сторон. Устройство для максимального усилия сжатия зубов выполнено в виде двух металлических коронок, между которыми расположены 8-9 измерительных шариков диаметром 2 мм, выполненных из пластичного металлического сплава, а свободное пространство между коронками заполнено силиконовой композицией, при этом нижняя коронка повторяет окклюзионную поверхность зуба, а верхняя - окклюзионную поверхность нижней коронки. (Патент РФ 2231995 от 10.07.2004).

Известен способ планиметрического определения площади контактов зубов, включающий предварительное фотографирование и изготовление увеличенной фотографии (Wissa I.М. //Csl. Stomat. - 1961 - Vol. 61. - P. 436-440//. Swoop С.С., Kudd W.L. 33/Ibid - P. 34-43).

Известен способ определения площади контакта зубов, включающий определение в специальной камере по величине падения воздуха, проходящего через перфорации в окклюзионном слепке (Battistuzzi P. G. F. S. М., Eschen S. Peer P. G. M. //J. oral Rehabil. - 1982. - Vol. 9. - P. 499-507/. Известен прибор для определения площади контакта зубов, содержащий измерительное устройство, осветитель и фотоэлемент с окклюзионным слепком между ними. Определение площади контакта осуществляют путем измерения фотоэлементом общей величины светового потока, проходящего через отпечатки зубных контактов в слепке. Следы смыкания зубов в слепке, разные по площади, расположению в пространстве, степени внедрения к взаимного сближения, образуют некоторую оптическую плотность слепка, способную пропускать часть направленного на него светового потока до фотодиода, фототок которого измеряют прибором, протарированным по площади абсолютного контакта зубов. Прибор состоит из 20 лампочек, расположенных по окружности диаметром 200 мм, и удален от слепка на расстояние 100 мм. Слепок закрепляется в окне футляра, в котором установлен фотоэлемент, расположенный непосредственно за слепком. Таким образом, на фотоэлемент попадают лучи, прошедшие через участки непосредственного контакта зубов и околоконтактных зон. Напряжение на выходе фотоэлемента контролируется цифровым микровольтметром (А.Н. Ряховский. Стоматология, 1992, 2, с. 62-63).

Известен прибор для определения площади контакта зубов, содержащий измерительное устройство, осветитель и фотоэлемент с окклюзивным слепком между ними, отличающийся тем, что окклюзивный слепок зафиксирован на платформе, выполненной с возможностью последовательных ограниченных и равных перемещений по траектории следа контакта зубов относительно светового пучка, причем между слепком и осветителем дополнительно установлен экран с окном в виде кольцевого сектора, размеры и форма которого соответствуют шагу перемещения платформы и исследуемого слепка (Патент РФ №2178665 от 27.01.2002). Известна методика определения площади окклюзионных контактирующих поверхностей зубов для статической оценки функции жевания, заключающаяся в получении окклюзиограммы с использованием артикуляционной бумаги, последующей фотографии зубных рядов с отпечатками бумаге и загрузке фотографии в разработанную программу автоматически определяющую площадь отпечатков контактов. Известна методика определения площади окклюзионных контактирующих поверхностей с использованием программного обеспечения Adobe Photoshop и Universal Desktop Ruler. На полоску пластыря в форме зубной дуги наклеивают артикуляционную бумагу подковообразной формы и укладывают между окклюзионными поверхностями зубных рядов при смыкании их в положении центральной окклюзии. На лейкопластыре после отделения артикуляционной бумаги остаются отпечатки окклюзионных контактов. Затем лейкопластырь закрепляют на прозрачной пленке для предохранения рабочей поверхности сканера и сканируют (предпочтительное разрешение 300 dpi). Дальнейшую обработку изображения проводят с использованием программного обеспечения Adobe Photoshop и Universal Desktop Ruler. Метод позволяет выполнять процедуру подсчета площади окклюзионных поверхностей быстро и точно, может использоваться для оценки жевательной эффективности до и после проведения ортодонтического и ортопедического лечения (Долгалев А.А. // Стоматология. - 2007. - №2. - С. 68-72.). Известен способ определения окклюзионных контактов антагонирующих зубов, включающий получение в полости рта окклюзограммы контактных точек зубов, находящихся в плоскости, перпендикулярной функциональной оси зуба, отличающийся тем, что полученную окклюзограмму помещают в фотометр и получают растровое изображение поверхности смыкания антагонирующих зубов в виде фиксированного отпечатка рельефа их окклюзионных поверхностей, на котором выделяют и маркируют характерные точки, образующие периметры окклюзионных контактов, по которым определяют базовую плоскость, параллельно которой выполняют плоские сечения в виде набора срезов окклюзионных поверхностей, расположенных перпендикулярно функциональной оси зуба, соответствующей нормали базовой плоскости, определяют плоские сечения, смещенные на величину шага измерения в соответствии с заданными эталонами толщины материала окклюзограммы, и осуществляют построение метрической модели отпечатка рельефа окклюзионных поверхностей каждой пары антагонирующих зубов, по которой определяют биометрические характеристики рельефа окклюзионных поверхностей антагонирующих зубов в виде значений площадей окклюзионных контактов и площадей околоконтактных зон с заданной толщиной межокклюзионного пространства (Патент РФ №2286114 от 27.10.2006).

На сегодняшний день диагностика окклюзионных контактов является важной частью работы врача-стоматолога. Основной целью данной диагностики является выявление статических и динамических соотношений при функционировании челюстно-лицевого аппарата человека. Распределение, площадь и характер контактов формируют зоны нагрузки на мышечно-связочный аппарат посредством цепи взаимосвязанных реакций. Комплексная диагностика состояния челюстно-лицевого аппарата является необходимым условием для выявления основных этиологических факторов заболевания и их последствий.

T-scan III позволяет определить последовательность возникающих контактов при смыкании челюстей, временное соотношение между возникающими контактами в различных участках зубного ряда. Рассчитываемое программой соотношение силы на единицу площади контакта производится в процентном соотношении и указывается на экране в зоне каждого зуба для всего зубного ряда. При определении контактов с помощью артикуляционной бумаги врач видит схему распределения точек соприкосновения без учета силы каждого из контактов. Как известно, давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади, поэтому при наименьшей площади контакта величина давления значительно возрастает. Порой малозаметные контакты, отмечаемые артикуляционной бумагой могут вызывать значительный дискомфорт у пациента, а также окклюзионные нарушения при функционировании челюстно-лицевой системы. (http://www.ukrdental.com/doktoram/ortodonticheskaya-stomatologiya/primenenie-apparata-t-scan-iii-dlya-diagnostiki-i-normalizacii-okklyuzionnyh-kontaktov).

Известна методика определения площади окклюзионных контактирующих поверхностей с применением аппаратов T-scan II и T-scan III. Система T-scan состоит из сенсора, поддерживающего устройства, обрабатывающего устройства, программного обеспечения. При проведении метода пациент накусывает вилку, покрытую сенсорами и расположенную между зубными рядами верхней и нижней челюстей, с максимально возможным усилием. Данные передаются на анализирующее информацию устройство T-scan, где происходит обработка информации, через USB порт изображение выводится на экран компьютера. Программа, разработанная для устройства T-scan, имеет хорошую графику, что позволяет врачу легко оценить данные. Полученные в ходе исследования сведения можно распечатать на принтере в качестве стандартного дополнения медицинской документации для врача и пациента. Методика позволяет определять площадь окклюзионных поверхностей и площадь окклюзионных контактирующих поверхностей, максимальную окклюзионную силу, возрастание окклюзинной силы по времени, а также регистрировать временной промежуток смыкания зубных рядов (Sierpinska Т., Golebiewska М., Dlugosz J.W. // Advanc. Med. Science. - 2006. - V. 51.Suppl.).

Однако, программа графически, отображает зоны и участки зуба с максимальными, средними и минимальными контактами, но не имеет метрической шкалы для числового выражения силы оказываемой на поверхность объекта, из-за чего, невозможно рассчитать давление на конкретный зуб и прогнозировать его функционирование. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого решения по совокупности признаков, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень". Все рассмотренные прототипы либо, определяют площадь окклюзионных контактов, либо силу жевательных мышц, но ни одно изобретение не рассчитывает давление, оказываемое на конкретный зуб. Что бы позволило контролировать и регулировать жизнеспособность, сроки функционирования и резервные силы пародонтального комплекса каждого зуба. Задачей, на решение которой направленно изобретение, является оценка резервных сил пародонта путем объективной оценки жевательного давления оказываемоего на зуб у пациентов с повышенной стираемостью зубов. Техническим результатом изобретения является метрическое определение давления, оказываемого на участок зуба имеющего фасетки стираемости на окклюзионной поверхности путем отношения жевательной силы к окклюзионной площади фасетки стирания зуба, определенной объективными методами.

Технический результат достигается тем, что способ определения давления, оказываемого на зуб при окклюзии зубных рядов, осуществляется проведением окклюзиографии аппаратом T-Scan, выделением цифрового изображение окклюзионных контактов с помощью программы Adobe Photoshop, сохраняя данные в едином разрешении, оценки общей площади фасеток стирания с учетом цветовой индексации, отражающей степень интенсивности окклюзионных контактов, в расчете количества пикселей в 1 мм2, затем, при помощи инструмента «Волшебная палочка» выделении определенного цвета, запоминание этого цвета и в дальнейшем выделении только его при нажатии на анализируемую область, определении процентного соотношения каждого цвета на поверхности контактной поверхности, последующем проведении гнатодинамометрии и в метрическом расчете полученных значениях силы распределенной по жевательной поверхности зуба в процентном соотношении в зависимости от цветовой индексации значений и последующем расчете давления путем вычисления отношения жевательной силы к ранее определенной окклюзионной площади фасеток стирания зуба.

Предложенный способ диагностики повышенного стирания зубов позволяет достаточно точно определять площадь окклюзионных контактов, соотнести с их интенсивностью, осуществлять мониторинг процесса убыли твердых тканей, что важно при выборе врачебной тактики стоматологического лечения, конструкционного материала для реконструкции разрушенных коронок естественных зубов и конструировании протезов.

Способ определения давления, оказываемого на зуб при окклюзии зубных рядов, осуществляется следующим образом: Клинический пример.

Обследовали 13 пациентов с ПСЗ различной степени выраженности и 20 лиц условной нормы. Сначала оценивали наличие суперконтактов, равномерность окклюзионных контактов справа и слева зубного ряда, а также протяженность и вид (точечные/плоскостные) окклюзионных контактов при помощи дугообразной окклюзионной бумаги Bausch толщиной 100μ „PROGRESS 100“ и артикуляционной фольги ARTI-FOL METALLIC 12μ (Германия), чтобы иметь представление о морфотопографической локализации окклюзионных контактов. Т.к. использование артикуляционной бумаги при оценке окклюзионных взаимоотношений не позволяет определить силу контакта, топографическую последовательность возникновения контактов по времени, демонстрируя только область контакта окклюзионных поверхностей зубов-антагонистов, проводили окклюзиографию аппаратом T-Scan. Показатели окон двухмерного фильма сохраняли в едином разрешении и дальнейшие измерения проводили с ними. Затем выключали все дополнительные параметры в программном обеспечении T-Scan, чтобы остались только окклюзионные контакты, в полученном виде сохранялись все графики, с последующим их воспроизведением в программе Adobe Photoshop.Производили масштабирование, чтобы размер самого датчика от аппарата T-Scan соответствовал полученному графику следующим образом:

- измеряли ширину в области основания и разветвления большого датчика аппарата T-Scan, которые являются константой и составляют 25 и 10 мм соответственно;

- выставляли виртуальным инструментом линейка ширину в области основания и разветвления 25 мм и 10 мм соответственно;

- подсчитали при помощи виртуального инструмента «линейка» сколько пикселей приходится на 10 мм длины, что составило 106 пикселей, следовательно, в 1 мм 10,6 пикселей, а в 1 мм² = 112,36 пикселей (10,6X10,6).

В программе T-Scan в окне двухмерного фильма можно видеть плоскостные окклюзионные контакты различных цветов, что соответствует разной степени интенсивности окклюзионных контактов. В программе имеется шкала с расшифровкой интенсивности (силы) окклюзионных контактов. Различия по силе сжатия можно определить по цветам в диапазоне от красного (наибольшая сила) до синего (наименьшая сила). При подсчете площади окклюзионных контактов выделяли следующие цвета: фиолетовый, красный, оранжевый, желтый, зеленый (все оттенки зеленого цвета объединяли), бирюзовый, синий (все оттенки синего и голубого объединяли). Затем при помощи инструмента «Волшебная палочка» выделяли определенный цвет, например, зеленый, компьютерное устройство «Волшебная палочка» запоминает этот цвет и в дальнейшем выделяет только его при нажатии на анализируемую область.

Выделяли все области данного цвета, а затем в гистограмме в подразделы пиксели выявляется сколько пикселей заняли выделенные контакты. Например, зеленый цвет составит 43 пиксела (43 пиксела/112,36 = 0,38 мм), т.е. окклюзионные контакты зеленого цвета по площади (S) занимают 0,38 мм. Для более точного выделения окклюзионных контактов картинку можно увеличить, при этом не происходит сбоя масштабирования.

Вначале подсчитывали S каждого цвета окклюзионных контактов, а потом путем сложения отдельных контактов получали общую площадь (S_общая) окклюзионных контактов для каждого пациента.

После чего проводилась гнатодинамометрия аппаратом BiteFork (фирмы Vi.Me.S, Германия) у каждого пациента. Для индивидуализации проводимого исследования на накусочные датчики гнатодинамометра наносили силиконовый материал для регистрации прикуса Occlufast Рок (фирма Zhermack, Италия). Полученные значения силы жевательного давления делили на зуб в процентном соотношении диапазона от красного (наибольшая сила) до синего (наименьшая сила) получая цифровые значения силы.

Полученную жевательную силу, испытываемую конкретным зубом, делили на площадь окклюзионного контакта этого же зуба получая цифровое значение давления, оказываемого на данный зуб.

Полученные данные испытываемого на зуб давления можно использовать для оценки и прогнозирования его функционирования, а также возможности использования в качестве опоры для несъемной ортопедической конструкции.