Компьютерные технологии, применямые в стоматологии

Сканеры для лицевого сканирования:

• лицевой трехмерный сканер faceSCAN III (Breuckmann, Германия) (Рис.10);
• лицевого трехмерного сканера, разработанный в ВНИИОФИ РАН (группа разработчиков отечественной стоматологической системы OpticDent)  (Рис.11).

 

Рис.11 Лицевой трехмерный  сканер 

 

Для сканирования гипсовых моделей челюстей использовался  стоматологический трехмерный сканер hiScanμ (рис. 12). В системе сканирования hiScanμ расположено три камеры для сбора данных и один проектор (фотограмметрия со структурированной подсветкой).

Рис.12 сканер hiScanμ

Работа  универсального сканера Roland LPX-250 основана на методике сканирования точкой. На сканируемый  объект проецируется луч лазера в виде точки, при этом сам объект вращается на поворотном столике во внутренней камере сканера и по изменению расстояния от объекта до дальномера сканера восстанавливается трехмерная поверхность (рис. 13). Максимальные размеры сканируемого объекта могут доходить до 0,4 метра в высоту и до 0,2 метра в диаметре.

Рис. 13. Лазерный сканер Roland LPX-250.

 

Для обработки данных трехмерного сканирования используется программа-редактор трехмерных моделей RapidForm от корейской компании INUS Technology. Логически программный продукт разделен на самодостаточные разделы (Workbenches), каждый из которых выполняет конкретную задачу и соответствует определенному этапу работы с трёхмерной моделью.

Методика получения трехмерного изображения лица и зубных рядов и их сопоставление.

Сначала происходит получение трехмерной модели улыбающегося лица пациента с реперным объектом в полости рта (при естественном для улыбки разобщении зубных рядов) путем сканирования. Для этого  пациента усаживают перед лицевым  сканером. В области измерительной камеры сканера устанавливают зеркало, глядя в которое, пациент мог бы контролировать свое выражение лица и улыбку, обнажая зубы максимально и при этом естественно. На компьютере запускается программа для сканирования, прилагающаяся к сканеру, затем настраиваются необходимые параметры (параметры фоточувствительности и фокусировка). В полости рта необходимо закрепить  реперный объект. Затем запускали процесс сканирования лица пациента. Этот процесс схож с фотографированием на документы (рис. 14).

Рис. 14 Трехмерная модель лица, полученная в результате сканирования.

 

Для получения  трехмерных зубных рядов снимают  полные анатомические оттиски верхней  и нижней челюсти, отливают гипсовые модели. Затем при помощи трехмерного  сканера сканируют гипсовую модель зубного ряда с установленным на ней реперным объектом. Не меняя положение гипсовой модели, реперный объект снимается и повторно сканируется  уже сам зубной ряд (рис. 15).

                 

 

Рис. 15. Трехмерная модель зубного ряда пациента.

В итоге  получаются несколько трехмерных моделей, не связанных между собой: трехмерную модель улыбающегося лица с реперным объектом в полости рта, трехмерные модели обеих челюстей с реперным объектом (рис. 16), трехмерные модели верхней и нижней челюстей.

Рис. 16. Не сопоставленные трехмерные модели лица и челюстей.

 

Сопоставление трехмерных моделей лица и челюстей осуществляется по рельефу на реперном объекте. Сопоставление проводится по точкам (3 и более), которые указывают  на трехмерной модели (чем больше точек  используется, тем точнее результат сопоставления) (рис. 17).

Рис. 17. Процесс сопоставления трехмерных моделей.

 

После сопоставления трехмерных моделей  можно проверить точность при  помощи специальной опции «Shell/shell deviation». Затем удаляют несколько  “ненужных” поверхностей. В итоге остается трехмерная модель улыбающегося лица пациента с зубными рядами, сопоставленными в корректном положении друг относительно друга (рис. 18).

Рис. 18. Финальный результат сопоставления трехмерных моделей.

Для дополнительного контроля правильности пространственного сопоставления моделей лица и зубных рядов использовали предварительно сделанные фотографии улыбающегося лица пациента в фас и профиль. На описанную выше методику получен патент № 2306113.

ТРЕХМЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКЕ

 

Рис.19 Planmeca ProMax 3D ProFace

 

Planmeca ProMax 3D - серия интеллектуальных и многоцелевых рентгеновских аппаратов, предназначенных для получения полной информации об анатомии пациента с мельчайшими подробностями. Устройства обеспечивают получение цифровых панорамных, цефалометрических и трехмерных изображений, а также имеют мощные программные средства обработки изображении, обеспечивающие решение всех возможных задач стоматологической рентгенологии. Все модели серии Planmeca РгоМах 3D сконструированы на одной nлатформе, однако каждая модель предназначена для различных размеров поля изображения. Система Planmeca ProMax 3D Max предназначена для работы только с трехмерными снимками. Все существующие устройства Planmeca ProMax могут быть модернизированы до уровня Planmeca ProMax 3Ds, Planmeca ProMax 3D или Planmeca ProMax 3D Mid. Система Planmeca ProMax 3D Max имеется только в заводском варианте.

В платформе  новаторской разработки Planmeca ProMax используется робототехническая технология SCARA для  обеспечения предельно точных движении кронштейна, которые требуются для вращательной челюстно-лицевой рентгенографии. С использованием данной уникальной технологии может быть получена любая траектория движения, требуемая в соответствии с имеющейся или будущей программой экспонирования.

Рис.20  Возможности 3D- съемки

 

Planmeca ProMax 3D ProFace также основан на технологии  объемной конусно-лучевой томографии, но отличается от своих собратьев  уникальным сочетанием возможностей 3D-съемки: он обладает встроенной  системой трехмерного сканирования лицевой части в дополнение к традиционной челюстно-лицевой трехмерной радиографии (Рис. 20). Получение трехмерной фотографии не требует дополнительного облучения пациента, а в сочетании с трехмерным рентгеновским снимком, 3D-фото является ценным активом для предварительного планирования лечения и операций.

Создание  трехмерной фотографии лица не требует  никаких дополнительных процедур в  технологическом процессе: во время  съемки аппарат принимает данные как 3D-фотографии, так и рентгеновского снимка. Если необходимо, 3D-фото могут быть сделаны отдельно, в этом случае пациент вообще не подвергается облучению. Лазеры сканирования лицевой геометрии и цифровая фотокамера собирают информации о текстуре и рельефе лица. Затем программное обеспечение объединяет информацию в 3D-фото, которое может быть проанализировано как отдельное изображение либо как часть трехмерного рентгеновского снимка. Трехмерная фотография визуализирует мягкие ткани в связи с костной структурой, что делает ее эффективным инструментом для ортодонтических, хирургических и эстетических операций. Так, Planmeca ProMax 3D ProFace одновременно делает и 3D-фотографию, и рентгеновский снимок, поэтому положение, мимика и мышцы пациента остаются неизменными и совместимы между изображениями. Операция предварительного планирования, где профессионал в области медицины может изучить анатомию лица в деталях, облегчает эксплуатацию и тщательно улучшает эстетический результат.

Компьютерная диагностика в нейромышечной стоматологии

Нейромышечный подход добавляет к классической теории об окклюзии отсутствующее звено и позволяет на практике учитывать нейрофизиологию зубочелюстной системы. Современная технология позволяет клиницистам измерять активность жевательной мускулатуры, находить оптимальную окклюзию и траекторию движения нижней челюсти, что обеспечивает отличный результат реставрационного  лечения и долгосрочный положительный прогноз его результата. Методы нейро-мышечной стоматологии незаменимы также при лечении пациентов с дисфункцией ВНЧС.

Основные  диагностические тесты, используемые в нейро-мышечной стоматологии включают в себя:

• компьютеризированное сканирование движений нижней челюсти (К7 CMS - computerized mandibular scanning),

• электромиографию,(К7 EMG),

• сонографию (К7 ESG),

• ультронизкочастотную электро-миостимуляцию (J5 Миомони-тор),
• аксиографию.

 
Компания Миотроникс (США), являясь  пионером в разработке инструментов и методов нейро-мышечной стоматологии, создала уникальную диагостическую и лечебную систему К7 (Рис 21).

Рис .21 Диагностическая система К7 (Миотроникс)

Рис.22 Сканирование движений нижней челюсти

 

Компьютеризированное  сканирование движений нижней челюсти (К7 CMS - computerized mandi-bular scanning) позволяет  анализировать движение нижней челюсти  и определять положение ее в пространстве, что дает объективную характеристику зубочелюстной системе, которую невозможно получить традиционными методами диагностики.

Электромиография (EMG) (Рис. 23) позволяет измерить биопотенциал мышц как в покое, так и во время  функции, что представляет собой ценную диагностическую информацию в оценке положения нижней челюсти и состояния всей жевательной мускулатуры. Использование поверхностных электросенсоров, которые прикрепляются на кожу в месте проекции определенных мышц, дает возможность определить степень гипертонуса (спазма) этих мышц.

Рис. 23 Электромиография

Электросонография(ESG) (Рис.24) измеряет шумы и тоны высокой  и низкой частоты, которые возникают  при работе ВНЧС. Щелканье, крипитация, шумы различного характера во время открывания и закрывания рта могут быть зарегистрированы и проанализированы с помощью этого метода.

Рис. 24 Электросонография

 

Анализ  дает объективное предварительное  представление о характере патологии  сустава, взаимоотношениях суставного диска с суставной головкой.

Ультронизкочастотная  электро-миостимуляция (TENS) (Рис.25) - метод  расслабления мускулатуры головы и  шеи посредством одновременной  и двусторонней стимуляции тройничного  и лицевого нервов. Такая стимуляция не только расслабляет мышцы, но и  помогает перепрограммировать их, обеспечивая условия для определения оптимальной позиции нижней челюсти в создаваемом положении центральной окклюзии.

Рис.25 Сверхнизкочастотная электромиостимуляция с помощью Миомонитора  

Вio-Раск

Рис. 26 компьютерный комплекс Вio-Раск

Правильное  лечение стоматологического больного зависит от диагностики зубочелюстнои  системы в целом. Использование  новейших технологий позволяет и  помогает врачу избежать ошибок при  выборе плана лечения.

Вio-Раск — единственный в мире компьютерный комплекс диагностики биофункционального состояния зубочелюстнои системы (Рис.26), включающий в себя 8 программ. Вio-Раск позволяет исследовать и анализировать отдельно состояние ВНЧС, напряженно-стрессовое состояние мышц, движение нижней челюсти, окклюзию и многое другое.

Уникальность  комплекса заключается в том, что врач может одновременно проводить  исследование всей зубочелюстнои системы  в целом, так как все программы  сопряжены между собой.

Bio TENS

 

Рис. 27 Электронейростимулятор

 

BioTENS - это сверхнизкочастотный чрескожный электронейростимулятор (ULF-TENS)(Рис. 27). Он доставляет биполярный, точно выверенный, ритмический раздражитель к жевательным и мимическим мышцам. Одна пара электродов обеспечивает мягкую стимуляцию, передаваемую через пятый (V) и седьмой (VII) черепно-мозговой нервы, что положительно влияет на все жевательные и мимические мышцы.

Прибор QuadraTENS был разработан в 2006 году для  применения в медицине и стоматологии. Это двухканальный ULF-ТЕNS, аналогичный  прибору BioTENS. Два канала позволяют одновременно расслаблять две группы мышц. Кроме того, прибор QuadraTENS имеет режим «всплеска», который вызывает усиленное сокращение мышц без дополнительного «шока», обязательно возникающего при одиночном высокоамплитудном скачке, который необходим для такого сокращения. Режим всплеска был оптимизирован для увеличения эффективности прибора ULF-ТЕNS, особенно при воздействии на крупные мышцы, например, на трапециевидные мышцы.

Дополнительная  пара электродов устанавливается с  двух сторон в надключичной области шеи, обеспечивая стимуляцию одиннадцатого (XI) черепно-мозгового нерва, который содержит двигательное волокно трапециевидных и грудино-ключично-сосцевидных мышц. Другой вариант - установить электроды прямо над двигательной точкой трапециевидной мышцы или в точке любого другого электрода.

Рис. 28,29 Технология Т-Scan

 

Технология  Т-Scan создавалась в помощь стоматологам для проведения динамического измерения  окклюзии (Рис. 28,29). Сегодня, после многочисленных исследований, можно с уверенностью заявить: только Т-Scan III может предложить стоматологу совершенно новые окклюзиальные характеристики, включая временные параметры и силу нагрузки. Появилось 3-е, улучшенное поколение Т-Scan, обладающее необыкновенными возможностями, улучшающими лечение Вашего пациента.

Основные особенности нового поколения сенсоров:

• сенсор настолько тонкий, что не мешает натуральному смыканию зубов;
• одноразовый сенсор может быть использован для 15-25 записей окклюзии;
• сенсоры не имеют срока годности. Можно использовать их, когда это необходимо.

Рис.30 Программа Т-Scan с операционной системой Windows

 

Для определения  окклюзионных контактов с помощью  сенсора пациенту необходимо просто закрыть рот Программа Т-Scan работает основываясь на базовых элементах Windows. Каждый, кто знаком с операционной системой Windows, может работать с T-Scan на любом компьютере (Рис.30). Передача данных на монитор происходит в системе реального времени, Время передачи параметров от момента контакта зубов до появления на экране компьютера менее 0,01 секунды. Вся информация появляется в 2-х или 3-х окнах Windows на мониторе. Т-Scan позволяет проводить анализ по различным характеристикам, которые невозможно получить ни с одним «окклюзионным маркером»