Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Диагностика функционального состояния зубочелюстной системы в норме и патологии по данным компьютерной обработки изображений

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИМ. Н.Н.БУРДЕНКО

На правах рукописи

ЛЕЩЕВА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

ДИАГНОСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЗУБОЧЕЛЮСТНОЙ СИСТЕМЫ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Специальность: 14.00.21 - стоматология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Воронеж 1997

Работа выполнена на кафедре ортопедической стоматологии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук проф. Э.С. КАЛИВРАДЖИЯН

Научный консультант:

доктор технических наук проф. М.И. МУТАФЯН

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук проф. А.С. ЩЕРБАКОВ

доктор медицинских наук проф. Л.К. ГУБИНА

Ведущая организация:

Московский медицинский стоматологическ* институт им. Н.А. Семашко

Защита состоится " МСЦ 1997г. в (2

с>о

„часов на заседании

специализированвого совета Д.084.62.02. при Воронежской государствен» медицинской академии им. Н.Н.Бурденко по адресу : 394622 Воронеж, ул.Студенчгеская 10, конференц-зал Воронежской государственной медицинской академии им.Н.Н.Бурденко.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко. Автореферат разослан " " ¿/С'С^э-¿¿¿Л 1997г.

Ученый секретарь специализированвого совета

доктор медицинских наук, проф._А.Ф.Неретина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Достижение более высоких уровней знания о физиологических процессах зубочелюстной системы было бы затруднено в отсутствии совершенных объективных методов исследования.

Получение новых сведений стало возможным с применением новых методик и разработкой аппаратных средств получения и обработки информации.

В разработке и применении функциональных методов исследований достигнуты значительные успехи (Прохончуков A.A. 1988, Калам-каровХ.А. 1974, КопейкинВ.Н. 1988).

Любые вмешательства в клинике ортопедической стоматологии связаны с изменениями в окклюзии или артикуляции, в связи с чем диагностика состояния и анализ жевательных движений приобретает особое значение (Курляндский В.Ю. 1970, Рубинов КС. 1970, Копейкин В.Н. 1988). Объективное представление об особенностях функции жевательного аппарата можно получить на основании данных о степени измельчения пищи в процессе жевания, характере рефлекторных жевательных движений, тонусе и электрической активности мышц, т.е. функциональные изменения можно выявить специальными лабораторными методами исследования. Анализ восстановления нарушенных или уграченных функций можно провести, опираясь на точные данные. С этой целью были разработаны в разное время различные технические средства и методы - осциллографический, фотографический, кинематографический, рентгенографический, метод фазовых детекторов, метод покадрового анализа панхроматического фильма (Курляндский В.Ю. 1967, M.Jerome 1961, F.J.Knap, L.Svoboda 1968, B.Hedegard 1970, HJ.Bewersdoff 1970).

Перечисленные методы требуют установления в полости рта различных приспособлений, датчиков, что нарушает физиологичность исследований и приводит к недостоверности данных. Известные жевательные пробы (Рубинова, Гельмана), позволяющие определять некоторые параметры зубочелюстной системы сложны в исполнении, громоздки, требуют специальной обработки тестового продукта, который не всегда является обычным для рациона питания человека, что может приводить к искажению истинной картины функции жевательного аппарата.

В настоящее время одной из важнейших проблем стоматологии является оптимальное восстановление функции при дефектах, возникающих в зубочелюстной системе в результате отсутствия зубов.

Недостаточно разработанными являются вопросы получения информации о состоянии зубочелюстной системы бесконтактными методами обработки данных на ПЭВМ. Некоторыми авторами делались попытки воссоздания утраченного соотношения элементов зубочелюстной системы (М.В.Сакира 1989, Jankelson В. 1986, Nielsen 1988, Fayz F., Eslami А. 1988, Wood W.1985). Однако во всех этих работах прослеживается один недостаток - мануальный контакт исследователя с пациентом, который является значительной помехой для регистрации истинного физиологического состояния тканей лица. (Э.С.Каливраджиян 1994).

При восстановлении утраченной функции при полной потере зубов врачами чаще всего учитываются один, два, максимум три физиологических параметра. Применяя автоматизированные регистрирующие системы появляется возможность получения, а, следовательно, изучения и рассчета необходимого количества данных в реальном масштабе времени. Повышению эффективности протезирования при полной или частичной потере зубов может служить комплексное использование оснащенных специализированной компьютерной техникой методик.

Выполнение работы осуществлялось в соответствии с основным планом научных исследований Воронежской государственной медицинской академии им.Н.Н.Бурденко.

Тема диссертации является составной частью комплексной научной программы по ортопедической стоматологии "Функциональная диагностика, профилактика, лечение болезней органов полости рта " 19921996 г.г.(тема ГБ N 01910034546).

Цель исследования.

Оптимизация способа бесконтактной диагностики динамических характеристик зубочелюстной системы в норме и патологии.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Адаптировать функциональные пробы для диагностики динамических характеристик зубочелюстной системы с помощью компьютерного комплекса обработки изображений и разработать метод подготовки тестового продукта для стандартизации диагностического процесса.

2.Разработать модель информационно-диагностической системы регистрации функционального состояния зубочелюстной системы.

3.Алгоритмизировать регистрацию и обработку динамических характеристик зубочелюстной системы бесконтактным способом.

_________4.Провести сравнительную оценку результатов клинической апробации диагностического комплекса.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Модифицированы и адаптированы функциональные пробы для получения динамических характеристик зубо-челюстной системы на основе использования комплекса компьютерной визуализации.

2. Предложена методика регистрации движений нижней челюсти, отличающаяся бесконтактным способом получения информации о траекториях движения нижней челюсти по данным компьютерной визуализации.

3.Оптимизирован процесс регистрации результатов исследования на основе разработанных алгоритмов и программ по обработке изображений для анализа функциональных характеристик зубо-челюстной системы.

Практическая ценность и реализация научной работы.

Предложен способ функциональной диагностики зубо-челюстной системы (положительное решение по заявке на изобретение N95107241/ 012618) от 4.05.95.

Внедрена автоматизированная система обработки изображений б диагностический процесс кафедры ортопедической стоматологии ВГМЛ им.Н.Н.Бурденко, в научные исследования с целью получения новых знаний о функциональном состоянии зубочелюстной системы и учебный процесс межвузовской кафедры" Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" Воронежского государственного технического университета. Разработана методика подготовки тестового продукта (рац.предложение N2179 от 10.06.96).

Предложена методика проведения функциональных исследований зубочелюстной системы, ориентированная на практических врачей-стоматологов.

Положения выносимые на защиту.

1. Возможность стандартизации результатов функциональных проб для диагностики динамических характеристик зубочелюстной системы с использованием технологии компьютерной визуализации.

2. Сравнительная оценка и анализ результатов функциональных исследований динамических характеристик зубочелюстной системы в норме и патологии.

3. Оценка результатов клинической апробации компьютерной регистрирующей системы бесконтактной визуализации.

Апробация работы.

Работа апробирована на совместном заседании кафедр ортопедической стоматологии, нормальной физиологии, фармакологии Воронежской государственной медицинской академии им.Н.Н.Бурденко и межвузовской кафедры "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" Воронежского государственного технического университета

Основные результаты исследования доложены на следующих конференциях:

конференция молодых ученых - Воронеж, апрель1994г.;

конференция молодых ученых "Новое в диагностике и лечении заболеваний ", посвященной 50-летию Победы в Великой Отечественной войне - Воронеж, май 1995г.;

конференция молодых ученых "Новое в диагностике и лечении заболеваний", май 1997 г.

Всероссийская конференция "Информационные технологии и системы" - Воронеж, октябрь 1995г.;

научно-практическая конференция "Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения г.Воронежа"- Воронеж, октябрь 1995г.

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 7 научных работ, из них 2 в центральной печати, 2 в международной печати.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, выводов, практических рекомендаций, приложения изложенных на 118 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 6 таблиц , библиографию из 209 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Всего обследовано 188 человек. Исходя из задач исследования, обследованные были разделены на группы.

I группу составили 80 человек (мужчин - 40, женщин - 40) в возрасте 19-40 лет с интактными зубными рядами, ортогнатическим прикусом и без видимых патологических изменений челгостно-лицевой области.

II группу составили 88 человек с отсутствием зубов. Группа была разделена на 2 возрастные подгруппы: 19-25 лет (всего - 45 из них: мужчин - 22, женщин - 23) и 26-35 лет (всего - 43 из них: мужчин -21, женщин - 22). Количество отсутствующих зубов 1 и более. Так как отсутствие зубов у различных пациентов неодинаково, выделено 4 класса дефектов зубных рядов по Пономаревой В.А. в соответствии с сохранностью антагонирующих зубов в трех функционально-ориентированных группах.

III группу составили 20 человек - дети в возрасте 5-6 лет с патологией зубочелюстной системы и без патологии.

В результате проведенной сравнительной оценки ряда тестовых продуктов, остановили свой выбор на кусочке хлеба объемом 2,0 кубических сантиметра, стандартизацию которого проводили на приборе для стандартизации тестового продукта (удостоверение на рац.предложение N2179 от 10.06.96).Для регистрации параметров функционального состояния зубочелюстной системы у исследуемых при интактных зубных рядах,анализа преимущественной стороны жевания при наличии патологии различной степени тяжести использовались жевательная и разговорная пробы.При помощи предложенных проб получали такие парп-метры, как время жевания, количество жевательных движений,глотательных периодов и их длительность,скорость открывания и закрывания рта, амплитуду максимальных и минимальных смещений нижней челюстии др. В целях повышения эффективности диагностики и объективизации получения индивидуальных функциональных характеристик зубочелюстной системы был предложен автоматизированный процесс обработки изображений движения нижней челюсти, позволяющий проводить измерения бесконтактным способом и получать более достоверную информацию о физиологическом состоянии элементов зубочелюстной системы, в основу которого положены разработка и применение автоматизированной системы обработки изображений.

В состав автоматизированной системы функциональной диагностики входят телевизионная камера КТМ с блоком питания, телевизи-

онный монитор и компьютер ЮМ PC/AT, оснащенный платой сопряжения и аналогово-цифровым преобразователем(рис.1)

РАБОЧЕЕ МЕСТО ВРАЧА

пациент камера ; _ |

• монитор у | ЭВМ

УрЗп V

'В-1 ДШ 1 принтер

\\У .....¡Ж......

« п

ШЯЖ ^Шк ш

Рие.1. Схема автоматизированной системы функциональной диагностики

Автоматизированная система обработки изображений позволяет в режиме реального времени вводить в ПЭВМ и анализировать динамику изменения расстояний между опорными точками (1 и 2) на лице пациента, представляющими собой метки белого цвета диаметром приблизительно 3 мм, нанесенные на нижнюю часть лица пациента (точки павюп и {*па(:юп) (рис.2.).

Структурная схема автоматизированной системы состоит из следующих функциональных подсистем: подсистемы приема и обработки изображений, подсистемы визуализации, информационной (автоматизированное рабочее место врача-стоматолога), подсистемы статистической обработки и подсистемы анализа и принятия решений.

Алгоритмы обработки и анализа не зависят от типа внешних устройств отображения. Обработка данных проводилась последовательно, образуя конвейрную структуру.

Последовательность обработки изображений в автоматизированной системе обработки изображений можно, представить в виде конвейера, составленного из следующих основных этапов:

Топология опорных меток на лице исследуемого

Рис.2.

III

VI

в ^-Н

VII

дальнейшая обработка

получение изображения

фильтрация

кодирование

кластеризация

формирование файлор,

Рис.3. Последовательность обработки изображений

Специфика нашей задачи требует проводить на IV этапе операцию бинеаризации изображения, которая приводит к заметному понижению размеров файлов-изображений.

Принципиальным отличием предлагаемого подхода от распространенных в настоящее время методик обработки является организация обработки в виде гибкого (с возможным расширением) конвейера и на его основе анализ траектории движения не по самим файлам- изображениям, а по числовым массивам координат, извлекаемых из них, что па порядки понижает информационную насыщенность, повышает скорость обработки для получения конечного результата.

Идея интеграции "из малого" нашла свое воплощение в среде |РЯОС , которая позволяет объединить в своем составе широкий набор программных подсистем обработки и анализа информации. Примером одной из таких подсистем является подсистема учета и статистической обработки информации АРМ врача-стоматолога.

Последовательность обработки результатов измерений можно разбить на следующие подзадачи:

1. Ввод последовательности кадров и запись на магнитный носитель;

2. Выбор порога бинеаризации и ее осуществление;

3. упаковка изображения для хранения на магнитном носителе;

4. Чтение и запись изображений с магнитного носителя и их просмотр;

5. Нахождение координат меток (кластеров) для каждого кадра с одновременным отсечением шума;

6. Обработка координат меток с целью выяснения, какая пара координат принадлежит какой метке в каждом кадре;

7. По зависимости координат (х,у) для каждого кадра строится зависимость х(1), у(1);

8. Статистическая обработка результатов;

9. Графическое представление зависимостей на экране дисплея и печатающем устройстве.

Серии измерений, как правило, состояли из 350 кадров, размер файлов с последовательностью изображений приблизительно был равен 64 кб, цикл измерений равнялся 33.5 секундам. Проведение более длительных измерений, по-видимому, будет связано с понижением эффективности обработки из-за сложности обеспечения пациентом повторяемости тестовых движений, необходимой для повышения статистической значимости экспериментальных результатов.

Для врача-исследователя большое значение имеет накопленная в течение некоторого периода времени статистическая информация, организованная в информационную базу.

Для оптимизации учета и сбора информации по исследованиям создана автоматизированная карта обследования. Данная форма позво-

ляет автоматизировать процесс накопления, пополнения и обработки накопленной информации. Паспортная часть стандартная, состоит из следующих пунктов: фамилия, имя, отчество; возраст, пол, номер регистрации. В основную рабочую часть карты обследования внесены пункты, такие как: продолжительность жевательного периода до 1-го, 2-го, 3-го глотания и количество жевательных движений в каждом жевательном периоде, время жевания, максимальная амплитуда перемещения нижней челюсти в вертикальной и трансверзальной плоскостях, количество жевательных периодов, скорость открывания и закрывания рта, длительность глотательного периода.

Программное обеспечение автоматизированной карты обследования дает возможность обрабатывать большой поток исследуемых, позволяет производить поиск по 2 и более полям базы данных для сравнения исследуемых по различным признакам и для выявления определенных закономерностей и, следовательно, может быть использовано для ведения документации по функциональной диагностике в ортопедической стоматологии.

Математический анализ экспериментальных данных исследования складывался из следующих основных этапов: вычисление общестатистических характеристик (в том числе первых двух моментов функции распределения), диагностики вида модели статистического распределения, вычисление параметров распределения, проверка схожести или различимости данных на основе статистических критериев.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На рис.4 представлена мастикациограмма жевательных движений, полученная в результате использования устройства для регистрации движений нижней челюсти, состоящего из головной шапочки с оптическим датчиком.

Из-за невысокого качества (наличия дефектов графического изображения) было произведено редактирование графика. Так как использовался контактный способ регистрации движений нижней челюсти, полученные графики нснормировапы, т.е. фиксируются незначителные наклоны головы исследуемого, а значит, получены были не истинные перемещения нижней челюсти и данные масгикациограмм не являются достаточно объективными. Кроме этого наличие головной шапочки создает неудобства для исследуемого и искажает истинную ответную рефлекторную реакцию зубочелюстной системы.

Рис.4

В результате применения бесконтактного способа регистрации динамических характеристик зубочелюстной системы и обработки информации получены траектории движения опорных точек во время проведения речевой рис.5 и жевательной проб рис.6, представленные в виде графиков.

О 50 100 150

N кадра, время регистрации

Рис.5

O t^——. -■ Г • •—i-;—т • -•'....-—J-•:..'.. -у -и-.: ? ■ ■ ■■ I-:-

О 50 100 150 200 250

Юкадра время регистрации

Рис.6.

Ось абсцисс - время измерения, ось ординат - перемещение опорных точек в относительных единицах - пикселах (от англ. picture element-элемент картинки).

На рис.5 представлена кривая траектории движения опорных точек во время проведения речевой пробы. Показаны также суммарные движения головы, которые возникают из-за того, что умышленно не проводилась фиксация головы исследуемого. Регистрация движения опорной точки (головы) необходима для того, чтобы была возможность повысить точность измерения перемещения точки, отмеченной на нижней челюсти. Алгоритмы обработки позволяют на основе анализа изменения координат Nasion нормировать траектории движений точки Gnation, отображающие истинную картину перемещения нижней челюсти. Нормированная траектория представлена на рис.7.

О 20 40 60 80 100 120 140 160

N кадра, вреия регистрации

Рис.7.

При анализе жевательной пробы у испытуемых I группы (рис.8) получены динамические характеристики, позволяющие судить об эффективности работы жевательного аппарата при сохраненных зубных рядах.

N кадра, время регистрации

Рис.8

Отмечено, что жевательный цикл, то есть пережевывание стандартной порции тест - продукта до проглатывания пищевого комка без' остатка, состоял из одного жевательного периода во всех возрастных группах как у мужчин, так и у женщин. Фиксировалось время от начала пережевывания пищи до появления рефлекса глотания. Наименьшим -44,50±1,87 сек (Р< 0,05) оно наблюдалось в возрастной подгруппе от 19 до 25 лет у мужчин, увеличивалось значение данного параметра с возрастом до 47,61 ±1,74 сек в возрастной подгруппе 31-46 лет. У женщин также наименьшее значение времени жевательного периода 43,56±1,72 сек (Р<0,05) было в возрастной подгруппе 19-25 лет, в остальных возрастных подгруппах оно имело тенденцию к увеличению и в среднем составило 46,59±1,1 сек (Р<0,05). Таким образом, значение времени жевательного цикла у испытуемых I группы составило 44,03 сек - минимальное и 47,7 сек -максимальное.

Количество жевательных движений у мужчин колебалось в пределах от 32,4±1,74 до 34,82+1,9(Р<0,05), у женщин от 30,8±0,96 в возрастной подгруппе 37-41 год до 36,61±1,6(Р<0,05 )- в возрастной подгруппе 19-25 лет. Зная количество жевательных движений и время жевания получен такой динамический параметр, как частота жевательных движении в минуту. Наибольшее значение этого показателя отмечено у мужчин в возрасте от 25 до 30 лет и составило 59,10 жевательных движений в минуту, а у испытуемых других возрастных подгрупп данный показа-

тель снижался и составил в своем минимальном значении 40,83 жевательных движений в минуту. Для женщин максимальное значение частоты жевательных движений равнялось-50,41в возрасте 19-25 лет, и минимальное в возрастной подгруппе от 37 до 41 года - 39,65 жевательных движений в минуту. Таким образом, прослеживается тенденция уменьшения частоты жевательных движений с увеличением возраста испытуемого I группы как у мужчин, так и у женщин(рис. 9).

19-25 26-30 31-36 37-45 возрастная группа

Ш I I

мужчины женщины

Рис.9 Зависимость частоты жевательных движений от возраста исследуемых

С использованием бесконтактного метода диагностики возможна регистрация таких параметров, как скорость открывания и скорость закрывания рта во время акта жевания.(рис. 10).

Не отмечено резких изменений скорости открывания рта в различных возрастных подгруппах. У мужчин в среднем она от 72,63 мм /сек до 81,8 мм/сек; у женщин от 65,62 мм/сек до 80,4 мм/сек. Скорость закрывания рта несколько ниже, но также не изменяется резко у мужчин и женщин, и не зависит от возраста. В среднем у мужчин скорость закрывания рта составила 51,24 мм/сек, а у женщин 51,74 мм/сек. Однако, наблюдались значительные индивидуальные различия в группах. Так, например, у мужчин в возрасте 19-25 лет скорость открывания рта была зафиксирована с максимальным значением 83 мм/сек, и минимальным -60 мм/сек; у женщин этого же возрастного периода максимальное значение скорости открывания рта равнялось 81 мм/сек и минимальное - 69 мм/сек. Значения скорости закрывания рта колебались от минимального

170 150 130

I 110

х с

90 70 50

А-А,- открывание рта, А1_А2-закрывание рта, B-Bi-максимальная амплитуда открывания рта, С-Сг минимальная амплитуда открывания рта

Рис.10. Фрагмент нормированной траектории движения нижней челюсти при проведении жевательной пробы у исследуемого с интактпыми зубными рядами

45 мм/сек до 57 мм/сек у мужчин и от 48 мм/сек до 56 мм/сек у женщин данного возраста.

Немаловажным динамическим параметром деятельности зубоче-люстной системы является величина амплитуды открывания рта во время проведения жевательной пробы.(см.рис.Ю). Для испытуемых с ин-тактными зубными рядами у мужчин получены следующие значения данного параметра: максимальная амплитуда открывания рта- наибольшим 18,8мм было это значение в возрастной подгруппе 37-41 лет, наименьшим в возрастной подгруппе 19-25 лет - 13,4мм. Значение минимальной амплитуды открывания в возрастной подгруппе 37-41 лет -10,76мм, наименьшее значение минимальной амплитуды открывания рта 4,4мм было в возрастной подгруппе 19-25 лет. У женщин в возрастной подгруппе 37-41 лет максимальная амплитуда открывания рта составила 14,24 мм, а минимальная амплитуда открывания рта 10,83 мм. В возрастных подгруппах 26-30 лет и 31-36 лет наблюдалось снижение этих значений и в возрастной подгруппе 37-41 год максимальная амплитуда равнялась 12,4 мм, а минимальная амплитуда открывания рта составила 5,6 мм. Таким образом, в эксперименте прослеживается зависимость значений максимальной и минимальной амплитуды открывания рта в процессе акта жевания от возраста, пола (рис. 11).

N кадра, время регистрации

миллиметры

ИИИВЯ I I

мужчины женщины

Рис.11. Зависимость значений максимальной амплитуды перемещения нижней челюсти во время жевательной пробы от возраста у исследуемых I группы

Регистрировалось время глотательного периода - время от момента смыкания зубов до их разобщения и нахождения нижней челюсти в состоянии физиологического покоя. В среднем оно составило 2,9 сск у мужчин и женщин. В группе исследуемых мужчин и женщин в возрасте 19-25 лет фиксировалось время периода глотания максимальное - 5 сек и минимальное - 2 сек. В последующих возрастных подгруппах было получено время этого параметра максимальное - 4 сек, минимальное - 2 сек.

При анализе графической записи жевательной пробы (рис.12) у испытуемых III группы - детей в возрасте 6 лет (10 человек) без патологии зубочелюстной системы определялись достаточно рациональные движения нижней челюсти, как результат развития общих адаптационных возможностей жевательного аппарата вследсвие компенсации стертости молочных зубов, т.е. изменения рельефа их окюиозионных поверхностей.

345 340 335

X

с 320 315

зю

305 300

0

50

100

150

200

N кадра,время регистрации

Рис.12

В фазе основной жевательной функции определялись ритмичные жевательные движения трех основных типов жевания, зависящие от индивидуальных особенностей движения нижней челюсти - горизонтального, вертикального и смешанного. В начале жевательного периода прослеживаются ступенеобразные петли смыкания, свидетельствующие о регистрации мышечных усилий. Вероятно, в будущем это даст возможность получать численные значения усилия, развиваемого зубочелюст-ной системой. В среднем жевательный период у испытуемых данной группы длился .26,1 ±0,4 сек, а среднее количество жевательных движений составляло- 21,4±0,3. Таким образом, частота жевательных движений была довольно высокой, в среднем 45,5 в минуту. Скорость открывания рта была в среднем 70±0,4 мм/час, а скорость закрывания 47,6±0,5 мм/час. Максимальная амплитуда открывания рта во время жевания в основной его фазе равнялась в среднем 19±1,2 мм, значение же минимальной амплитуды открывания рта оказалось равным 6±0,2 мм. Время глотательного периода составило 2 сек. В подгруппе исследуемых детей с патологией (10 человек) были получены графические записи движений нижней челюсти при проведении жевательной пробы (рис. 13.).

О 50 ЮТ 150 ZOO

N кадра, время регистрации

Рис.13.

При анализе полученных записей отмечались неритмичные жевательные движения. Функциональные нарушения проявлялись также в ограничении боковых движений нижней челюсти - ступенеобразные петли смыкания, характеризующие скольжение нижних боковых зубов по верхним, появляются лишь в конце акта жевания. Таким образом, тип жевания у обследуемых детей с патологией был смешанным. Наблюдалось удлинение жевательного периода до 31 сек. Количество жевательных движений также было увеличено и равнялось 42. И в среднем частота жевательных движений в мин учу была равна 81.

При анализе боковых движений нижней челюсти у исследуемых II группы с дефектами зубных рядов наблюдалась ассиметрия движения, т.е. при выполнении жевательной и разговорной проб наибольшая амплитуда смещения отмечена в рабочую сторону, и меньшая в балансирующей (рис.14.).

Ухудшение клинической картины у исследуемых с 2,3,4 классами дефектов зубных рядов, выражавшееся в уменьшении сохранившихся пар антагонистов в переднем и боковых участках зубных рядов, компенсировалось увеличением продолжительности жевательного цик-ла.(рис.15,16).

Рис.14.

60 50 40

30 20 10

В Але Г-* ¥

— ЙШЩ

к

«■ >

И

2 3

класс дефектов зубных рядов

мужчины

женщины

Рис.15 Зависимость времени жевательного цикла от класса дефектов зубных рядов у исследуемых II группы 1 возрастной подгруппы

Рис.16. Зависимость времени жевательного цикла от класса дефектов зубных рядов у исследуемых II группы 2 возрастной подгруппы

Частота жевательных движений в минуту у исследуемых имела тенденцию к снижению при переходе от 1 -го класса дефекта к 4-му и максимальным значение этого параметра функции зубочелюстной системы было 49,2±-0,6 у женщин в возрастной подгруппе 19-25 лет с 1 классом дефектов зубных рядов, а наименьшим 28±3,7 у мужчин в возрастной подгруппе 26-35 лет с 4 классом дефектов зубных рядов. Количество жевательных движений у мужчин в возрастной подгруппе 19-25 лет при 1 классе дефектов зубных рядов было 38,7±5,7, при 2-м классе дефектов- 36±4,0 , при 3-м классе 30±1,8, при 4-м классе 32,6 ' 3.9 (Р<0,05). У женщин этой возрастной подгруппы значения данного параметра равнялись 33,5±3,4 при отсутствии антагонистов в одной функционально - ориентированной группе (1 класс дефектов зубных ря-дов);37±1,8 - при отсутствии антагонистов в двух функционально-ориентированных 1руппах (2 класс); 30,4±0,6 при отсутствии антагонистов в трех функционально - ориентированных группах (3 класс); и 32,6±2,6 при отсутствии антагонирующих пар (4 класс дефектов зубных рядов).

Скорость открывания рта у мужчин (19-25лет)уменьшалась от 78,14±2,1 мм/сек при 1-ом классе дефектов зубных рядов, до 55,6±3,6 мм/сек при 4-м классе дефектов зубных рядов (Р<0,05 ). У женщин мак-

симальной скорость открывания рта была равна 79,12±1,9 мм/сек при 1-ом классе дефектов зубных рядов, и у исследуемых 4-го класса дефектов зубных рядов она равнялась 60,2±3,5 мм/сек (Р< 0,05). У мужчин(26-35 лет) скорость открывания рта также уменьшалась в зависимости от тяжести дефекта- при 1-ом классе она составила 74,5±3,9 мм/сек, а при 4-м классе дефекта она была в среднем 62,4±1,7 мм/сек (Р<0,05). У женщин также снижались значения данного параметра от 74,8±3,4 мм/сек (1 класс дефектов зубных рядов) до 64±0,9 мм/сск (4 класс дефектов зубных рядов) (Р<0,05).

Скорость закрывания рта у мужчин 19-25 лет незначительно увеличивалась при переходе от 1-го к 4-ому классу дефектов зубных рядов от 51,7±3,2мм/сек до 54,2±1,2мм/сек. У женщин она в среднем равнялась 51,6±1,8мм/сек (Р<0,05). В возрастной подгруппе 26-35 лет у мужчин и женщин скорость закрывания рта была 49,4±1,0 мм/сек и не прослеживалось ее зависимости от класса дефектов зубных рядов.

На основании требуемого набора характеристик врачом-исследователем дается диагностическое заключение о состоянии зубо-челюстной системы и возможной локализации патологии, включающее в себя констатацию нарушенных параметров, возможные причины возникновения.

При исследовании функции жевания традиционными методами (мастикациография в сочетании с жевательными пробами) используется аппаратура с низкой разрешающей способностью и, поэтому результаты могут быть искажены. Эти методы занимают много времени, громоздки. Для проведения регистрации динамических параметров движения нижней челюсти неоходимо установление в полости рта или на голове исследуемых различных приспособлений или устройств, что нарушает фи-зиологичность исследования, не все параметры могут быть измерены в пространстве и во времени и выражены в абсолютных мерах измерений.

В результате проведенного эксперимента для регистрации функционального состояния зубочелюстной системы предлагается информационно-диагностическая система, структурно-функциональная схема которой представлена на рис.17.

Таким образом, можно объединить описанные структуры автоматизированной системы обработки изображений для диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы, автоматизированного рабочего места врача и систему анализа, обработки и графического представления экспериментальной информации, представленной различными программными средствами в единую модель. В основу построения аппаратных и программно-алгоритмических средств этих систем заложена идеология, которая позволяет сформировать план обра-

Структурно-функциональная схема информационно-диагностической системы регистрации функционального ______состояния зубочелюстной системы_

Автоматизированная система обработки изобрааений (ПСОМ)

ш

щ

щ #

кпмЬфш система

{ряое

Автоматизированное рабочее место (ПРИ) врача-стоматолога

Рис.17.

боткн визуальной и числовой информации в виде универсальной среды автоматизированных процессов обработки видеоинформации на основе конвейерной технологии, эффективность применения которой обусловлена высокой мобильностью и гибкостью программного инструментария.

Применение компьютерной системы обработки изображений бесконтактным способом позволяет объективизировать процесс получения информации о функциональном состоянии зубочелюстной системы, так как исключает мануальный контакт врача - исследователя с пациентом, не зависит от психологического состояния того и другого и от профессиональных знаний и навыков врача. Данный способ диагностики позволяет получить истинную ответную рефлекторную реакцию на раздражитель, которым является только тестовый продукт.

ВЫВОДЫ

1. Результаты клинической апробации компьютерно-регистрирующей системы бесконтактной визуализации позволяют сделать вывод об адекватности и возможности стандартизации предложенных тестов и методик диагностики для различных групп исследуемых в норме и патологии и дать положительную оценку системе регистрации.

2. Анализ траекторий движения нижней челюсти, регистрируемых методом бесконтактной компьютерной диагностики функционального состояния зубочелюстной системы позволяет получить результаты с точностью до 0,1 мм.

3. Данная автоматизированная система и предложенные методики бесконтактной диагностики функциональных характеристик позволяют повысить эффективность исследования функционального состояния зубочелюстной системы в норме и при патологических изменениях с учетом индивидуальных особенностей пациента.

4. На основании предложенных методик исследования и полученных данных в результате их применения стало возможным их использование в широкой клинической практике для оценки жевательной эффективности зубочелюстной системы, в том числе после ортопедического и терапевтического лечения. Главным преимуществом при этом является значительное повышение точности регистрации полученных данных, наглядность и объективность, т.е. отсутствие влияния на получение результата состояния врача-исследователя, его опыта, знаний и профессиональных навыков.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Бесконтактный метод исследования функционального состояния зубочелюстной системы на основе использования компьютерной системы обработки изображений может быть рекомендован для объек-' тивизации диагностического процесса в ортопедической стоматологии.

2. Предложенный бесконтактный метод диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы дает возможность оценить эффективность лечения ортопедических и терапевтических больных.

3. Для проведения диагностического исследования следует пользоваться разработанными, достаточно простыми в исполнении функциональными пробами (жевательной и речевой).

4. Подготовку тестового продукта для проведения жевательной пробы следует проводить на приборе для стандартизации тестового продукта (рац. предложение N 2179 от 10.06.96).

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лещева Е.А.,Кунин В.А.,Пшеничников И.А. Изучение динамических характеристик нижней челюсти в период адаптации к полным съемным протезам// Актуальные вопросы современной медицины. Сборник научных работ молодых ученых.-Воронеж,1993.-С,55.

2. Каливраджиян Э.С.,Корнев А.К., Лещева Е.А. Оценка функциональной эффективности зубочелюстной системы после лечения несъемными конструкциями протезов// Актуальные проблемы ортопедической стоматологии: Тез.докл.-Львов, 1996.-С.71 -72.

3. Э.С.Каливраджиян, М.И.Мутафян, А.К.Корнев, Е.А.Лещева Бесконтактный способ компьютерной оценки состояния движений нижней челюсти// Стоматология,-1995.-Т.74,N6.-C.65-68.

4. Разработка автоматизированной информационной системы ORTO-NET для исследований в области ортопедической стоматологии/ Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И., Корнев А.К.,ЛещеваЕ.А.// Межвуз. сб. науч. тр.-.Воронеж, 1995.-4.1-С.68.

5. Использование системы компьютерной обработки изображений с целью изучения и восстановления высоты нижнего отдела лица/ Каливраджиян Э.С.,Мутафян М.И.,Лещева Е.А.Дорнев А ,К.//Тез.докл.науч.-практ. конф. "Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения г.Воронежа".-Воронеж, 1996.-С.66-67.

6. Бесконтактный способ получения информации для оценки функционального состояния зубочелюстной системы/ Каливраджиян Э.С.,Мутафян М,И.,Корнев А.К.,Лещева Е.А.// Высокие технологии в стоматологии.-Воронеж, 1996.-С.12.

7. Э.С.Каливраджиян, Е.А.Лещева, Н.Г.Картавцева Изучение функционального состояния зубочелюстной системы с использованием компьютерной обработки видеоизображения// Актуальш питания орто-педично! стоматологи: 36iptrai< наукових праць учаснимв науково-практачнш конференцн 10 жовтня 1996 року Полтавской мед. стоматол. акад.- Полтава, 1996С.30-32.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ функциональной диагностики зубочелюстной систе-мы/Э.С.Каливраджиян, М.И.Мутафян, А.К.Корнев, Е.А.Лещева// Положительное решение по заявке на изобретение N 95107241/012618.- Заявлено 4.05.95

РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1 .Лещева Е.А., Каливраджиян Э.С., Костин P.A. Прибор для стандартизации тестового продукта: Рац.предложение. /Воронеж, гос. мед. акад.- Воронеж, 1996,- N2179 от 10.06.96.