Способ планирования положения верхней челюсти при ортогнатических операциях

Изобретение относится к области медицины и предназначено для использования при выполнении челюстно-лицевых операций.

На сегодняшний день основным способом планирования ортогнатических операций является схема, предложенная Арнеттом. В ее основу положена «истинная вертикаль лица» ( Arnett. GW, Gunson, MJ. Facial Analysis: The Key to Successful Dental Treatment Planning.The Journal of Cosmetic Dentistry Volume 21, No.3, Fall 2005; 20-33. https://static1.squarespace.com/static/540a2db7e4b0d0f5498571f1/t/590d021315d5dbcc2c32c475/1494024735615/11-2005-JCD-Facial-Analysis-The-Key-to-Successful-Dental-Treatment-Planning+%281%29.pdf). По методике планирования операций от «истинной вертикали лица» больного просят встать лицом к зеркалу и смотреть в зрачки отражению. В этот момент выполняется фотография в профиль и зафиксированное положение головы расценивается как базовое, по отношению к которому и проводят планирование. Обоснованием является то, что лицо должно быть красивым в естественном положении лица, что не учитывает влияния на положение головы осанки, физического и эмоционального состояния. Также не учитывается факт, что положение «истинной вертикали лица» после ортогнатических операций меняется, что позволяет считать ориентацию на этот показатель сомнительной (Cho D., Choi D.S., Jang I., Cha B.K. Changes in natural head position after orthognathic surgery in skeletal Class III patients. // Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2015 Jun;147(6):747-54. doi: 10.1016/j.ajodo.2015.01.026). При всей своей разработанности методика Арнетта дает непредсказуемые эстетические результаты. В одних случаях лицо получается очень красивым, в других - лица пациентов после операции оказываются недостаточно индивидуализированы, имеют общие черты.

Известен, например, способ планирования ортогнатической операции (в частности, может использоваться для ротации верхней челюсти в аксиальной плоскости), при котором последовательно выполняют конусно-лучевую объемную томографию челюстно-лицевой области. На созданную 3D-компьютерную модель черепа наносят скелетные и мягко-тканные цефалометрические точки. По их совокупности осуществляют 3D-цефалометрический анализ костных и мягких тканей. При этом в перечень цефалометрических точек включают Basion (Ва) и ряд других стандартных точек. Дополнительно к ним включают три скелетные точки в правой части черепа: Tuber (Tub) R - точку в области сочленения правого бугра верхней челюсти с крыловидным отростком на уровне 1 мм выше небного корня последнего моляра (при отсутствии моляра самая задняя точка в области дна верхнечелюстного синуса), Alare (Al) R - наиболее латеральную точку в области апертуры носа справа на уровне точки ANS, Palatinum (Pal) R - точку в области передней стенки правого отверстия большого небного канала, расположенного на нижней поверхности горизонтальной пластинки небной кости. Также в перечень цефалометрических точек включают аналогичные вышеуказанным три скелетные точки в левой части черепа. Способ позволяет упростить и снизить трудоемкость планирования ортогнатической хирургической операции, повысить качество операции (RU2548317, МПК A61B 6/03, A61C 7/00, опубл. 20.04.2015 г.).

Недостаток – использование отсчета от «истинной вертикали лица», ориентация на средние значения положения точек, не учитываются индивидуальные особенности строения головы в целом.

Известен способ планирования ортогнатической хирургической операции, при котором последовательно выполняют конусно-лучевую объемную томографию челюстно-лицевой области, на созданную 3D-компьютерную модель черепа наносят скелетные и мягко-тканные цефалометрические точки, по их совокупности осуществляют 3D-цефалометрический анализ костных и мягких тканей, по результатам его выбирают метод операционного вмешательства (Gwen R.J. Swennen, F. Schutyser, J. - E. Hausamen. THREE-DIMENSIONAL CEPHALOMETRY. A Color Atlas and Manual. Springer, 2006. Pp.2-11, 113-226, 241-288).

Осуществление на практике известного способа является сложным и трудоемким, что связано с необходимостью анализа многих десятков (до ста) цефалометрических точек.

В результате анализа известных способов и методов были обозначены основные требования к способу планирования ортогнатической операции:

- ориентация на костную основу и мягкие ткани в равной мере;

- учёт формы головы;

- независимость от расовых и национальных особенностей;

- отсутствие зависимости от субъективного восприятия хирурга;

- возможность коррекции результата пациентом в зависимости от своих представлений о красоте;

- простота.

Техническая проблема, решаемая изобретением - получение стабильных эстетических результатов после проведения ортогнатической операции.

Технический результат – повышение эффективности нахождения оптимального послеоперационного положения верхней челюсти пациента в процессе планирования операции.

Проблема решается, а технический результат достигается способом планирования положения верхней челюсти при ортогнатических операциях, включающим нахождение такого положения верхней челюсти, при котором продолжение окклюзионной плоскости проходит по касательной к основанию черепа, а нижний край передних резцов расположен на 1 - 3 мм ниже края верхней губы и основание носа отстоит от плоскости, проходящей через глабеллу, на расстояние, равное расстоянию от плоскости Gb до плоскости Tf, при этом при осмотре больного определяют, насколько край центрального резца верхней челюсти выступает из-под края верхней губы при пассивном открывании рта, обозначают указанное значение как is – StS, после чего в программе просмотра DICOM файлов, позволяющей выполнять построение трехмерной модели с возможностью измерения расстояний, выполняют следующие действия: на основе данных спиральной или конической томограммы строят трехмерную модель головы, удаляя из изображения попавшие в него фиксирующие голову конструкции, после чего за счет регулирования контраста и насыщенности изображение переводят в режим визуализации костных тканей, затем выполняют позиционирование черепа в боковой проекции, причем ориентирами выступают латеральные края орбит и мыщелковые отростки нижней челюсти, а для определения наклона головы используют боковую фотографию, или позиционирование выполняют по франкфуртской горизонтали, после чего изображение переводят в режим мягких тканей, при этом линиями обозначают плоскости Ro, Tf, Gb, Sn, далее изображение переводят в режим костных структур и проводят окклюзионную плоскость OP, затем рассчитывают дефицит глубины профиля PD’ как разность расстояний от Tf до Gb и от Gb до Sn, далее отмечают точку is’, являющуюся искомым положением края центрального резца верхней челюсти и расположенную кпереди от is на расстояние PD’ и ниже ее на расстояние, равное 3-((возраст - 25):10) - (is-StS)), после чего из точки is’ проводят окклюзионную плоскость OP’ по касательной к затылочному отделу черепа, и получают следующие параметры, по которым однозначно определяют эстетически оптимальное послеоперационное положение верхней челюсти: PD’ – дефицит глубины профиля; is-is’ – искомое перемещение верхней челюсти по вертикали; угол между OP и OP’ – угол изменения наклона окклюзионной плоскости в процессе операции; пересечение OP и OP’- точка, относительно которой должно проводиться вращение верхней челюсти, где:

Ro - плоскость «рундиста»;

Tf – плоскость, проходящая через верхнюю границу лобного бугра перпендикулярно плоскости «рундиста»;

Gb – плоскость, проходящая через глабеллу перпендикулярно плоскости рундиста;

Sn – плоскость, проходящая через основание носа перпендикулярно плоскости рундиста;

OP - окклюзионная плоскость до операции;

PD’ – дефицит глубины профиля (значение необходимого смещения верхней челюсти в переднезаднем направлении);

is – нижний край центрального резца верхней челюсти до операции;

StS – нижний край верхней губы до операции;

is – StS – величина выступания края центрального резца верхней челюсти больного из-под нижнего края верхней губы при пассивном открывании рта;

is’ - искомое положение края центрального резца верхней челюсти,

is-is’ – искомое перемещение верхней челюсти по вертикали;

OP’ – искомое положение окклюзионной плоскости.

Способ поясняют фотографии, на которых:

Фиг.1 – показано проведение плоскостей Tf, Gb, Sn, Ro;

Фиг.2 – показано проведение плоскостей Tf, Gb, Sn, Ro, ОР;

Фиг.3 – показано нахождение расстояний Tf-Gb, Gb-Sn, значений PD’, точки is’, расстояния is-is’;

Фиг.4 – показана искомая окклюзионная плоскость OP’ и искомая точка вращения окклюзионной плоскости;

Фиг.5 – пример конкретных значений найденных параметров положения верхней челюсти для проведения операции;

Фиг.6 а) и б) – клинический пример, профиль больной до операции (а) и планируемые изменения (б).

На фигурах обозначено:

1 - плоскость Tf, проходящая через верхнюю границу лобного бугра перпендикулярно плоскости «рундиста»;

2 - плоскость Gb, проходящая через глабеллу перпендикулярно плоскости «рундиста»;

3 – плоскость Sn, проходящая через основание носа перпендикулярно плоскости «рундиста»;

4 – плоскость «рундиста» Ro, (плоскость на голове, проходящая через пояс «рундиста»);

5 - окклюзионная плоскость OP до операции,

6 – расстояние Tf-Gb,

7 – расстояние Gb-Sn,

8 - дефицит глубины профиля PD’ (значение необходимого смещения верхней челюсти в переднезаднем направлении; дефицит глубины профиля),

9 - расстояние is - is’,

10 – искомая точка is’ положения края центрального резца верхней челюсти,

11 – искомое положение окклюзионной плоскости (OP’),

12 – точка, относительно которой должно проводиться планируемое вращение верхней челюсти в процессе операции.

Пояснения к обозначениям.

Анализ фотографий, черепов и рентгенограмм позволил выделить ранее не описанную структуру лица. Это «пояс» игры светотени, проходящий вдоль линии, объединяющей следующие три области.

Первая - выступающий участок мягких тканей выше скуловой дуги. Образуется в результате наложения височного отрога комка Биша и височного жирового пакетов. Вторая - зона максимальной проекции скуловой кости. Образуется взаимным наложением выступающего участка скуловой кости, скуловыми мимическими мышцами и скуловым (малярным) живым пакетом. Третья - утолщение мягких тканей в области боковой поверхности носа. Образовано взаимным наложением мышцы, поднимающей крыло носа и верхних отделов носогубного жирового пакетов.

«Пояс» имеет непостоянную ширину, некоторые отклонения от прямой, поэтому и не удостоился научного описания. В то же время он постоянно присутствует во всех произведениях искусства, начиная с икон и классических рисунков. Этот «пояс», не будучи описанным, постоянно используется в руководствах по косметологии. Вдоль него наносятся тени с целью подчеркнуть область скулы. Он же служит ориентиром для введения филеров, для создания красивой линии Оджи. Пояс хорошо виден на фотографиях при наклонном освещении. Разделяет голову на верхнюю и нижнюю часть, фактически определяя ее форму. В проекции «пояса» проекция головы имеет максимальную площадь, уменьшаясь кверху и книзу от него.

Разделяя голову и определяя ее размер и позицию, он по функции соответствует рундисту - в ювелирном искусстве. Рундист – тонкий поясок, окружающий бриллиант и определяющий его размер и форму. Плоскость – проходящая через рундист – плоскость рундиста - делит обрабатываемый бриллиант на верхнюю и нижнюю часть. По аналогии, «пояс» был нами обозначен как «рундист» лица. Плоскость на голове, проходящая через него, обозначена как плоскость рундиста - Ro.

Так как плоскость рундиста делит голову на верхнюю и нижнюю части, появляется возможность провести их изолированный анализ.

Верхняя часть лица. Анализ фотографий, выполненных с разными вариантами освещенности, показывает, что при высоком расположении линии роста волос на лбу появляется блик, совпадающий с верхней границей лобных бугров и перехода линии лба из вертикального в горизонтальную части. Анатомически он соответствует началу фронтальной мышцы и является естественной линией перехода лица в череп. Соответственно использована точка Tf на профиле для проведения расчетов.

Были выделены три плоскости, перпендикулярные плоскости рундиста: плоскость Sn - проходит через основание носа; плоскость Gb - проходит через глабеллу; плоскость Tf - проходит через верхнюю границу лобного бугра.

Соотношение этих плоскостей в переднезаднем направлении определяет пропорции верхней части лица, его рельефность, «глубину профиля» (PD).

Нижний отдел лица. Принципиально важным для нижнего отдела лица является наклон нижней трети лица (LFI), определяющий дистальный или медиальный профили. В соответствии с тем, что эта плоскость является естественной для восприятия взглядом обычного человека, она должна соединять подбородок и верхнюю губу. Причем верхняя губа воспринимается как целостная структура. Поэтому точка на верхней губе соответствует ее середине. Компенсируя, таким образом, влияние протрузии или ретрузии резцов верхней челюсти.

Способ планирования осуществляют следующим образом:

В программе просмотра DICOM файлов, позволяющей выполнять построение трехмерной модели с возможностью измерения расстояний, выполняют следующие действия:

- при осмотре больного определяют, насколько край центрального резца верхней челюсти выступает из-под края верхней губы при пассивном открывании рта, обозначают как is – StS,

- на основе данных спиральной или конической томограммы строят трехмерную модель головы, удаляя из объема попавшие в него фиксирующие голову конструкции,

- за счет регулирования контраста и насыщенности изображение переводят в режим визуализации костных тканей,

- затем выполняют позиционирование черепа в боковой проекции, причем ориентирами выступают латеральные края орбит и мыщелковые отростки нижней челюсти, а для определения наклона головы используют боковую фотографию, или позиционирование выполняют по франкфуртской горизонтали,

- после чего изображение переводят в режим мягких тканей, при этом линиями обозначают плоскости Ro, Tf, Gb, Sn,

- изображение переводят в режим костных структур и проводят окклюзионную плоскость OP,

- рассчитывают дефицит глубины профиля PD’ как разность расстояний от Tf до Gb и от Gb до Sn,

- отмечают точку is’, расположенную кпереди от is на расстояние PD’ и ниже ее на расстояние, равное 3-((возраст - 25) : 10) - (is-StS));

- из точки is’ проводят окклюзионную плоскость OP’ по касательной к затылочному отделу черепа;

- получают следующие параметры: PD’ – дефицит глубины профиля (значение необходимого смещения верхней челюсти в переднезаднем направлении); is-is’ – перемещение верхней челюсти по вертикали; угол между OP и OP’ – угол изменения наклона окклюзионной плоскости; пересечение OP и OP’- точка, относительно которой должно проводиться вращение верхней челюсти, по которым однозначно определяют эстетически оптимальное послеоперационное положение верхней челюсти.

Позиционирование нижней челюсти в процессе операции выполняют по верхней с учетом особенностей прикуса и требований ортодонта и специального расчета не требует. Выдвижение подбородка выполняется таким образом, чтобы наклон нижней трети лица составил 93^о +5^о.

Пример осуществления способа.

Больная N. 25 лет. Диагноз: Дистальный прикус.

1. При расслабленных губах верхний край резца выступает из-под верхней губы на 1 мм.

2. На рентгенограмме убраны фиксирующие конструкции.

3. Выполнено позиционирование головы.

4. В режиме мягких тканей обозначены плоскости Ro, Tf, Gb, Sn.

5. В режиме твердых тканей обозначена окклюзионная плоскость OP.

6. Дефицит глубины профиля PD’, как разность расстояний Tf-Gb и Gb-Sn, составил 6,3 мм.

7. Точка is’ расположена кпереди от is на расстояние DP’ и ниже ее на расстояние = 3-((возраст - 25) : 10) - (is-StS)) = 3-(25-25):10) – 1 = 2 мм.

8. Из точки is’ проведена искомая окклюзионная плоскость OP’, проходящая по касательной к затылочному отделу черепа. Угол между OP и OP’ составил 11,3^о, точка вращения челюсти находится между 5 и 6 зубами.

9. Исходный профиль и планируемый послеоперационный результат представлен на рисунке 6.