Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Харківський національний медичний університет

УДК 616.831.3:616.127-005.8

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Анатомічна мінливість і морфометрична характеристика нижньої щелепи людини для комп'ютерного моделювання

14.03.01 - нормальна анатомія

Чертов Сергій Миколайович

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Луганському національному педагогічному університеті імені Тараса Шевченка МОН України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Виноградов Олександр Анатолійович, Луганський національний педагогічний університет імені Тараса Шевченка МОН України, завідувач кафедри анатомії, фізіології людини та тварин

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Ковешніков Володимир Георгійович, Луганський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри нормальної анатомії;

доктор медичних наук, професор Сак Ніна Миколаївна, Харківська державна академія фізичної культури Міністерства України у справах сім'ї, молоді та спорту, професор кафедри інформатики та біомеханіки, керівник курсу анатомії та спортивної морфології

Захист відбудеться 11 грудня 2008 р. об 11⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському національному медичному університеті (61022, м. Харків, пр. Леніна, 4).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного медичного університету (61022, м. Харків, пр. Леніна, 4).

Автореферат розісланий 10 листопада 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат медичних наук, доцент О.Ю. Степаненко

щелепа комп'ютерний імплантація зуб

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вивчення особливостей анатомічної будови нижньої щелепи (НЩ) є однією з актуальних проблем сучасної стоматології. Це пов'язано з тим, що за останні 20-30 років змінилася методологія щелепно-лицьової хірургії, все частіше застосовуються косметичні технології (В.Н. Мудрая, 2005; R.M. Aretz, 1992; H. Eufinger et al., 1995; Steflik et al., 1999; W.-D. Grimm et al., 2000; W. Seidl, 2000; J.H. Hsu, C.S. Tseng, 2001; K.R. Williams, W.M. Murphy, 2001; A. Rocci et al., 2003; M. Bovi, 2005; C. Vacher, J.J. de Vasconcellos, 2005).

Науково-технічний прогрес вплинув і на спрямованість науково-дослідної роботи. З одного боку, підвищився інтерес до вивчення патологічних процесів НЩ з розробкою способів їх лікування (З.З. Масна, О.П. Адамович, 2005; J.R. Paoli et al., 2000; G.P. Ruzin et al., 2000; I.V. Andreeva et al., 2001; G. Schultes, A. Gaggl, 2001; V. Shetty et al., 2001; L.A. Morgon et al., 2003; C. Sforza et al., 2007). При цьому широко використовується комп'ютерна й магнітно-резонансна томографія (M.O. Ahlers et al., 2000; H.K. Koch et al., 2000; P. Rammelsberg et al., 2000; F. Walendzik et al., 2000; W.-D. Grimm et al., 2001; N. Verdonschot et al., 2001; R. Benbelaіd et al., 2005). З іншого боку, різко зменшилася кількість публікацій, що стосуються щелепно-лицьової анатомії, зокрема, анатомічної мінливості НЩ. Є одиничні роботи, які вирішують окремі питання анатомічної будови НЩ (С.М. Калашнікова, А.В. Черненко, 2005; Н.М. Коротич, 2005; А.С. Масловский, С.Ю. Масловский, 2005; В.Н. Мудрая, 2005; Г.Н. Топоров, 2005; L.T. Humphrey et al., 1999; A. Garg, G. Townsend, 2001; Keros J. et al., 2001; V. Shetty et al., 2001; M. Schmittbuhl et al., 2002; M.L. Kersey et al., 2003; E.G. Katsavrias, 2006; D.J. Halazonetis, 2007). Проте лікар-стоматолог усе активніше освоює косметичну стоматологію із застосуванням комп'ютерних технологій (А.А. Виноградов зі співавт., 2002, 2003; M.O. Ahlers et al., 2000; T. Lang, W.H. Arnold, 2000; A. Zoellner et al., 2000; A. Kawaue et al., 2001; M.Y. Mommaerts et al., 2001; N. Verdonschot et al., 2001). Це висуває нові вимоги до знання особливостей анатомічної будови НЩ і її зв'язку із черепом у цілому. У зв'язку з цим актуальним є вивчення анатомічних особливостей будови НЩ людини для розробки комп'ютерної моделі НЩ і процесів віртуальної імплантації зубів. Однак і сьогодні ці питання залишаються недостатньо вивченими.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є частиною науково-дослідної роботи кафедри анатомії, фізіології людини та тварин Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка «Механізми адаптації до факторів навколишнього середовища» (номер держреєстрації 0198U0026641). Автор є виконавцем одного з напрямків - вивчення анатомічної будови органів, систем і форми тіла людини у прикладному аспекті.

Мета дослідження - вивчення анатомічної мінливості і морфометричних особливостей НЩ людини для комп'ютерного моделювання змін коміркової дуги при втраті зубів і процесу віртуальної імплантації штучних зубів.

Відповідно до мети дослідження було поставлено такі завдання:

1. Уточнити анатомічні й морфометричні характеристики НЩ людини і їхню залежність від форми черепа, статі, наявності зубів.

2. Визначити кількісні показники площинних координат точок (ПКТ) у трьох вимірах на зовнішній і внутрішній поверхнях НЩ людини.

3. Побудувати комп'ютерну модель НЩ людини за допомогою програми 3Ds Max8.

4. На комп'ютерній моделі НЩ людини простежити процес зміни коміркової дуги після втрати зубів.

5. На комп'ютерній моделі НЩ людини розробити процес віртуальної імплантації штучних зубів.

Об'єкт дослідження: анатомічна мінливість НЩ людини.

Предмет дослідження: морфометрія НЩ з визначенням ПКТ на зовнішній і внутрішній поверхнях НЩ, їхній зв'язок з формою черепа, статтю і наявністю зубів.

Методи дослідження: морфологічні (описові, порівняльні, морфометричні); рентгенологічні; комп'ютерні (побудова комп'ютерної моделі в нормі та при відсутності зубів за допомогою програми 3Ds Max8, комп'ютерне моделювання віртуальної імплантації штучних зубів); статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено комплексне вивчення анатомічної мінливості конфігурації поверхонь НЩ людини у взаємозв'язку з ПКТ. Встановлено, що анатомічні й морфометричні характеристики НЩ людини є індивідуальними й залежать від форми черепа, статі, наявності або відсутності зубів. Виявлено, що статеві особливості НЩ більше пов'язані з морфометричними показниками, ніж з формотворними факторами. У чоловічих НЩ морфометричні показники більші, ніж у жіночих. Встановлено, що кількість, положення, морфометричні параметри й характер розподілу ПКТ пов'язані з формою черепа й статтю людини.

Встановлено, що комп'ютерна модель НЩ людини, побудована за допомогою комп'ютерної програми 3Ds Max8, за кількісними параметрами і формою збігається з її кістковим аналогом. Визначено, що комп'ютерна програма 3Ds Max8 дозволяє моделювати анатомічні об'єкти, наприклад, НЩ людини, а також зміни в НЩ при втраті зубів і процес віртуальної імплантації штучних зубів.

Практичне значення одержаних результатів. У процесі дослідження встановлено крайні форми й діапазон анатомічної мінливості конфігурації поверхонь НЩ у взаємозв'язку з ПКТ, що дозволило створити таблиці кількісних показників ПКТ для трьох груп черепів - брахі-, мезо- і доліхоцефалів. Побудовано «гумову» комп'ютерну модель НЩ за допомогою комп'ютерної програми 3Ds Max8. Для навчального процесу розроблено комплекс комп'ютерних мультимедійних програм, які містять зміни коміркової дуги НЩ при втраті зубів і процеси протезування шляхом віртуальної імплантації штучних зубів. Для стоматологічної практики запропоновано спосіб комп'ютерного моделювання імплантації штучних зубів з метою попередньої оцінки й оптимізації протезування.

Результати дослідження упроваджено в навчальний процес і науково-дослідну роботу на кафедрах анатомії й щелепно-лицьової хірургії вищих навчальних закладів України та для практичного застосування у стоматологічній клініці «Аматі» (м. Луганськ).

Особистий внесок здобувача. Самостійно проведено патентні дослідження й аналіз наукової інформації з досліджуваної проблеми. Обґрунтовано актуальність, визначено мету дослідження та поставлено завдання. Розроблено й упроваджено методи дослідження, самостійно виконані морфометричні дослідження, оброблено й описано одержані результати, проведено статистичну обробку одержаних даних, визначено параметри для побудови комп'ютерної моделі НЩ у нормі й при втраті зубів, виконано комп'ютерне моделювання імплантації штучних зубів. Написано всі розділи дисертації й автореферат.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дослідження апробовано на конференціях молодих вчених Луганського державного медичного університету (Луганськ, 2004-2007), конференціях, присвячених Дню науки Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка (Луганськ, 2004-2008); IІІ-VI Міжрегіональних науково-практичних конференціях «Актуальні питання біології та медицини» (Луганськ, 2005-2008).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 9 наукових праць, з них 5 статей (1 - у біологічному журналі) у спеціалізованих виданнях, затверджених ВАКом України, й 4 тези у матеріалах конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалу і методів дослідження, розділу власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків. Загальний обсяг - 179 сторінок. Робота ілюстрована 16 таблицями, 166 рисунками, які займають 62 повні сторінки. Список літератури містить 175 літературних джерел, з них 92 - іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Робота виконана на 60 паспортизованих черепах людини з колекції анатомічного музею кафедри анатомії, фізіології людини і тварин Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка і 5 черепах з анатомічної колекції кафедри оперативної хірургії з топографічною анатомією Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського. Жіночих черепів було 26, чоловічих - 39. Усі черепи було розподілено за формою. У загальній групі брахіцефалів було 33, мезоцефалів - 18 і доліхоцефалів - 14. Жіночих черепів було 14, 6 і 6 відповідно, чоловічих - 19, 12 і 8. Усі НЩ було розподілено на три групи: група А - НЩ з повним комплектом зубів; група В - НЩ з частковою втратою зубів, але збереженою жувальною функцією; група С - НЩ з повною або частковою втратою зубів з порушеною жувальною функцією. Проводили такі вимірювання: довжини тіла НЩ (тНЩ) - від заднього краю гілки (гНЩ) однієї сторони по зовнішній поверхні тНЩ до заднього краю гНЩ протилежної сторони; діаметра НЩ (дНЩ) - відстані між точками гоніон; подовжнього діаметра НЩ (пдНЩ) - відстані між точками зіткнення ріжучих країв обох медіальних різців до середини діаметра НЩ; індексу НЩ - відношення великого поперечника НЩ до подовжнього діаметра НЩ; висоти гНЩ - від точки гоніон до лінії відповідної найнижчої точки вирізки НЩ; найбільшої ширини гНЩ - відстані між переднім і заднім краєм гНЩ; найменшої ширини гНЩ - найменшої відстані між переднім і заднім краєм гНЩ; кута НЩ - кута між нижнім краєм тНЩ і заднім краєм гНЩ; товщини тНЩ - в ділянці кута НЩ, другого моляра, отвору підборіддя (ПО); висоти вінцевого відростка (ВВ) - від лінії, яка відповідає найнижчій точці вирізки НЩ, до верхівки ВВ; висоти суглобового відростка (СВ) - відстані від лінії, яка відповідає найнижчій точці вирізки НЩ, до верхньої точки головки СВ; відстані між ПО - відстані між внутрішніми краями обох ПО. Топографію каналу НЩ (кНЩ) вивчали на поперечних розпилах тНЩ і на рентгенограмах.

Для побудови комп'ютерної моделі за допомогою спеціального пристрою визначали ПКТ. Для цього використовували спеціальний пристрій, який складався з двох трафаретів, закріплених між собою в чотирьох кутках за допомогою шпильок з різьбленням, що дозволяло переміщати верхній трафарет відносно нижнього. У кожному трафареті просвердлили отвори діаметром 1 мм з кроком 2 х 2 мм. Половину НЩ поміщали на площину нижнього трафарету та жорстко закріплювали у пристрої, опустивши до упору в кістку верхній трафарет. Координати на осях 0Х, 0У забезпечувалися координатною сіткою трафарету. Координати точок на осі 0Z визначали за допомогою глибинного індикатора штангенциркуля ШЦ I 0-150 ГОСТ 166-80. ПКТ було використано для побудови комп'ютерної моделі НЩ за допомогою програми 3Ds Max8. Цифрові дані обробляли методами варіаційної статистики за допомогою комп'ютерної програми Microsoft Excel.

Результати дослідження та їх обговорення. Виконано комплексне дослідження, спрямоване на уточнення типових ознак анатомічної мінливості НЩ для побудови комп'ютерної моделі, моделювання змін коміркової дуги при втраті зубів і процесу протезування шляхом віртуальної імплантації штучних зубів.

У процесі дослідження виявлено кілька чинників, які впливають на побудову комп'ютерної моделі НЩ: морфометричні характеристики НЩ пов'язані з формою черепа, залежать від статі, наявності, часткової або повної втрати зубів. З повним комплектом зубів (група А) чоловічих НЩ було 13 (33,3 %), з частковою втратою (група В) - 7 (15,4 %) і з повною або практично повною втратою зубів (група С) - 19 (48,7 %). За формою черепа в чоловіків групи А препарати НЩ розподілилися таким чином: брахіцефалів було 7 (17,95 %), мезоцефалів - 4 (10,25 %) і доліхоцефалів - 2 (5,13 %); у групі В - 3 (7,69 %), 2 (5,13 %) і 2 (5,13 %); у групі С - 9 (23,08 %), 6 (15,39 %) і 4 (10,25 %) відповідно. Серед жіночих НЩ співвідношення за формою черепа було таким: у групі А - 4 (15,39 %), 3 (11,54 %) і 2 (7,69 %); у групі В - 2 (7,69 %), 0 і 0; у групі С - 8 (30,77 %), 3 (11,54 %) і 4 (15,38 %).

Конфігурація НЩ змінювалася відповідно до форми черепа і не залежала від статі та наявності зубів. У брахіцефалів НЩ була схожа на латинську букву U, а у доліхоцефалів - на букву V. У мезоцефалів конфігурація НЩ мала проміжну форму між U або V в залежності від величини черепного індексу.

Показник індексу НЩ (подовжньо-бігоніального індексу) залежав від кількох параметрів. До них належали пдНЩ, дНЩ і довжина тНЩ. Зокрема, від довжини тНЩ залежала величина пдНЩ. Індекс НЩ відрізнявся від черепного індексу. Аналіз усереднених показників індексів НЩ в залежності від форми черепа, статі, наявності або відсутності зубів встановив, що НЩ, які мають індекс 70 і нижче, було віднесено до брахіморфного типу будови, а 80 і вище - до доліхоморфного. Мезоморфний тип будови НЩ мав індекс у діапазоні 70,1-79,9. В окремих випадках тип будови НЩ не збігався з формою черепа. Така невідповідність частіше за все зустрічалася в групі НЩ з практично повною відсутністю зубів (група С).

При порівняльному аналізі величини вказаних елементів НЩ було встановлено ряд закономірностей, які є правомірними для всіх виділених груп. По-перше, у всіх випадках дНЩ був більше, ніж пдНЩ, а їхнє співвідношення залежало від форми НЩ. По-друге, довжина тНЩ визначала величину пдНЩ. При збільшенні або зменшенні довжини тНЩ відповідно змінювався пдНЩ. По-третє, відстань між ПО залежала від дНЩ. Практично, чим більше дНЩ, тим більше відстань між ПО.

Виявлені параметри співвідношень дНЩ і пдНЩ знаходилися у прямій залежності від форми черепа і статі, а також від наявності або відсутності зубів. У групі жіночих НЩ у брахі-, мезо- і доліхоцефалів показники відношення дНЩ до пдНЩ були більші, ніж у групі чоловічих НЩ з відповідною формою черепа. У НЩ, об'єднаних за наявністю або відсутністю зубів, найвищий даний показник був у групі С, а найнижчий - у групі А. Показник групи В займав проміжне значення.

Динаміка показників частки від ділення величини дНЩ на величину пдНЩ залежала від зміни цих величин. Тому ми спостерігали тенденцію збільшення пдНЩ від брахіцефалів до доліхоцефалів і зменшення дНЩ, що підтверджувалося результатами морфометричних досліджень. Проте щодо динаміки показників частки від ділення величини дНЩ на величину пдНЩ у НЩ, розподілених за наявністю або відсутністю зубів, висловлене положення є неправомірним. У цьому випадку могли брати участь два чинники: збільшення дНЩ з незміненим або зменшеним пдНЩ; зменшення пдНЩ. Морфометричні показники в групах А, В, С і АВС підтверджували це положення.

При зіставленні висоти гНЩ і її відростків встановлено пряму залежність від статі, форми черепа і наявності або відсутності зубів. Практично в усіх випадках висота гНЩ у чоловіків була більша, ніж у жінок. Висота ВВ у чоловіків також була більша, ніж у жінок. У ряді випадків у брахі- і доліхоцефалів жіночої групи НЩ висота СВ була більша, ніж у чоловічій групі. Зіставлення показників висоти ВВ у чоловіків і жінок виявило великі значення величин у чоловіків. Максимальна і мінімальна ширина гНЩ у чоловіків були більшими, ніж у жінок, і залежали від форми черепа і наявності або відсутності зубів.

Візуалізація порівняльних характеристик елементів НЩ (гНЩ, ВВ і СВ) підтверджувала виявлені відносні параметри. Простежується чітка залежність їх величин від форми черепа, статі, наявності або відсутності зубів. З урахуванням діапазону анатомічної мінливості НЩ було розподілено за групами відповідно до форми черепа (брахі-, мезо- і доліхоцефали), форми самої НЩ (брахі-, мезо- і доліхоморфні) і статевої належності. Характерною особливістю таких груп була схожість формоутворювальних компонентів відповідно до типу будови - брахіцефали і брахіморфні НЩ, мезоцефали і мезоморфні НЩ, доліхоцефали і доліхоморфні НЩ. Виявилось, що у чоловіків і жінок з повним комплектом або частковою втратою зубів у брахіморфних НЩ гНЩ була ширша, але нижча, ніж у мезо- і доліхоморфних. Окрім цього були коротші ВВ і СВ.

При повній або частковій відсутності зубів виявлені пропорції гНЩ, ВВ і СВ зберігалися, але мали особливості, які були пов'язані зі зміною кута НЩ і зменшенням тНЩ. Відбувалася своєрідна трансформація, яка приводила до зменшення висотних характеристик гНЩ і її відростків. У той же час, якщо були збережені з двох боків 3 або 2 моляри, то ці компоненти НЩ практично залишалися незмінними і вказані пропорції зберігалися.

При зіставленні товщини тНЩ у трьох ділянках встановлено пряму залежність від статі, форми черепа і наявності зубів. Товщина тНЩ змінювалася в залежності від наявності або відсутності зубів і в чоловіків була більша, ніж у жінок, але встановити якусь закономірність цих змін нам не вдалося. Це пов'язано, по-перше, з неоднаковою кількістю чоловічих і жіночих НЩ, згрупованих за формою черепа, по-друге, з неоднаковою кількістю НЩ, згрупованих за наявністю або відсутністю зубів. Серед жінок-брахіцефалів найбільший показник товщини в ділянці кута НЩ був у групі С, а найменший - у групі А. У чоловіків-брахіцефалів показники були діаметрально протилежні: найбільший показник у групі А, найменший - у групі С. У жінок-мезоцефалів товщина НЩ в ділянці кута НЩ була практично однаковою в усіх виділених групах, а у чоловіків-мезоцефалів показники розподілялися так само, як у чоловіків-брахіцефалів. У жінок-доліхоцефалів товщина НЩ в ділянці кута НЩ була більша в групі А і менша в групі С. У чоловіків-доліхоцефалів більший показник був у групі А, менший - у групі В. У всіх випадках товщина тНЩ у проекції 2-го моляра у чоловіків була більша, ніж у жінок, і знаходилася у прямій залежності від форми черепа. Товщина тНЩ у проекції 2-го моляра змінювалася залежно від наявності або відсутності зубів і в чоловіків була більшою, ніж у жінок, але встановити закономірність цих змін, як і при аналізі товщини тНЩ в ділянці кута НЩ, нам не вдалося. У жінок-брахіцефалів більший показник товщини тНЩ у проекції 2-го моляра був у групі В, а менший - у групі А. У чоловіків-брахіцефалів ці показники мали таку саму тенденцію. У жінок-мезоцефалів товщина тНЩ у проекції 2-го моляра була практично однаковою в усіх виділених групах, а в чоловіків-мезоцефалів показники розподілялися так само, як у чоловіків-брахіцефалів. У жінок-доліхоцефалів товщина тНЩ у проекції 2-го моляра була більша в групі А і менша - у групі С. У чоловіків-доліхоцефалів більший показник був у групі А, менший - у групі В. Звертала на себе увагу стабільність співвідношень показників у доліхоцефалів у ділянці кута НЩ і проекції 2-го моляра.

У всіх випадках товщина тНЩ у проекції ПО в чоловіків була більша, ніж у жінок, і знаходилася у прямій залежності від форми черепа. Товщина тНЩ у проекції ПО змінювалася залежно від наявності або відсутності зубів і в чоловіків була більша, ніж у жінок, але встановити закономірність цих змін, як і при аналізі товщини тНЩ в ділянці кута НЩ і проекції 2-го моляра, нам не вдалося. У жінок-брахіцефалів більший показник товщини тНЩ у проекції ПО був у групі А, а менший - у групі С. У чоловіків-брахіцефалів ці показники були іншими - більший показник був у групі С, менший - у групі В. У жінок-мезоцефалів більший показник товщини тНЩ був у проекції ПО, як і у брахіцефалів, у групі А, а менший - у групі С. У чоловіків-мезоцефалів, як і у чоловіків-брахіцефалів, більший показник був у групі С, а менший - у групі А. У жінок-доліхоцефалів товщина тНЩ у проекції ПО була більша в групі С і менша в групі А. У чоловіків-доліхоцефалів більший показник був у групі А, менший - у групі В. Звертала на себе увагу стабільність співвідношень показників у доліхоцефалів у ділянці кута НЩ, проекції 2-го моляра і проекції ПО.

При зіставленні товщини тНЩ у проекції кожного зуба (без урахування наявності або відсутності зубів) виявлено пряму залежність від форми черепа і статі.

Величина кута НЩ залежала від форми черепа, наявності або відсутності зубів. У результаті дослідження встановлено, що кута НЩ в більшості випадків у чоловіків був менший, ніж у жінок. Мабуть, зменшення кута НЩ у чоловіків сформувалося в результаті неоднакової сили осьового навантаження в чоловіків і жінок, яка впливала на формування величини кута НЩ. Встановлено, що величина кута НЩ залежала від форми черепа як у чоловіків, так і у жінок. У брахіцефалів він був менший, ніж у мезо- і доліхоцефалів. У мезоцефалів кут НЩ був менший, ніж у доліхоцефалів. Кут НЩ був неоднаковий у жінок і чоловіків і залежав від наявності або відсутності зубів. Визначено закономірність змін величини кута НЩ, яка у жінок була більша, ніж у чоловіків. Часткова або повна втрата зубів і пов'язана з нею атрофія коміркової дуги призводили до перебудови НЩ і ще більшого збільшення кута, яке на жіночих НЩ було виражено сильніше, ніж на чоловічих. У чоловічих черепів зміни були недостовірними. Лінійні розміри, які залежали від кута НЩ (висота гНЩ, проекційна висота НЩ), знаходилися у зворотній кореляційній залежності з величиною кута НЩ. Цей зв'язок коливався від середнього до великого і посилювався з віком, причому в групі жіночих НЩ більше, ніж у чоловічих. Кореляція ж між величиною кута НЩ і бімищелковим лінійним розміром була слабопозитивна. Отримані дані про динаміку величини кута НЩ в залежності від статі, віку і форми черепа допоможуть вирішити складні питання анатомічної мінливості, вікових і статевих особливостей НЩ і можуть бути використані для вирішення питань ортопедичної стоматології, зокрема, при комп'ютерному моделюванні умов протезування НЩ.

У результаті дослідження встановлено, що довжина тНЩ у чоловіків була більша, ніж у жінок, і мала виражену залежність від форми черепа, наявності або відсутності зубів. У групі чоловічих НЩ у брахіцефалів вона була менша, ніж у доліхоцефалів, а в групі жіночих НЩ у брахіцефалів довжина тНЩ була більша, ніж у доліхоцефалів. Довжина тНЩ у чоловіків і жінок достовірно змінювалася при абсолютній або частковій втраті зубів (група С). У чоловіків - брахі- і доліхоцефалів - довжина тНЩ більшою мірою залежала від наявності або відсутності зубів. У мезоцефалів змін довжини тНЩ не виявлено. Імовірно, це пов'язано з малою кількістю або відсутністю НЩ мезоцефалів груп В і С. У групі жіночих НЩ довжина тНЩ у групах В і С зменшувалася. Встановлено, що часткова або повна втрата зубів призводила до перебудови НЩ, яка у чоловіків виявлялася збільшенням довжини тНЩ, а у жінок - ще більшим збільшенням кута НЩ.

Канал нижньої щелепи був розташований у тНЩ (і частково в гНЩ) між ПО і отвором НЩ. У 72 % випадків кНЩ доходив до ікла, у 24 % - до 2-го різця, у 2 % - до 2-го премоляра. У 2 % він закінчувався у проекції ПО. Передній відділ каналу у проекції різців або ж відразу у ПО розсипався на кілька гілок меншого діаметра. Задній відділ кНЩ у сагітальній площині мав форму кривої, опуклістю оберненої донизу. Передній відділ проходив у фронтальній площині і був дещо зігнутий догори. Незважаючи на те що діаметр ПО дорівнював (2,82±0,64) мм, діаметр просвіту кНЩ був практично у 2-2,5 раза менше.

На рентгенограмах НЩ визначено, що кНЩ в залежності від форми черепа мав чітко виражену анатомічну мінливість конфігурації, протяжності, кута нахилу і віддаленості від верхнього і нижнього краю тНЩ. Аналіз величин кутів нахилу кНЩ у проекції отвору НЩ і в тНЩ в залежності від наявності або відсутності зубів не виявив достовірних відмінностей. На рентгенограмах простежувалися зміни конфігурації тНЩ унаслідок резорбції коміркової частини без видимих змін параметрів проходження кНЩ.

Відстань кНЩ до коміркової дуги знаходилася у прямій залежності від форми черепа і статі. У всіх випадках ця відстань у чоловіків була більша, ніж у жінок. Відстань кНЩ до дна зубної комірки змінювалася в залежності від форми черепа і статі. Проте у чоловічих НЩ ця відстань була більша, ніж у жіночих. Відстань кНЩ до внутрішньої і зовнішньої поверхонь тНЩ була неоднакова і залежала від форми черепа, статі й товщини тНЩ у проекції кожного зуба. Діаметр кНЩ у чоловіків був більший, ніж у жінок, і мав прямий сильний достовірний зв'язок з формою черепа.

Результати анатомічних і морфометричних досліджень НЩ дали основу для побудови комп'ютерної моделі НЩ. Спочатку було побудовано комп'ютерну модель НЩ з використанням ПКТ, прив'язаних до осей X і Y з кроком 2 мм. Координату Z визначали шляхом вимірювання відстані від умовної горизонтальної площини до вибраної точки системи координат (О.А. Виноградов зі співавт., 2001; О.В. Бондаренко, 2002), що дозволило забезпечити контроль за правильним розподілом координатних точок і передати достовірний рельєф при побудові комп'ютерної моделі НЩ. Виявилось, що площина будови в брахіцефалів мала по осі X менші розміри, ніж у мезо- і доліхоцефалів, а по осі Y - більші. Тому при порівнянні координаційної площини будови НЩ мезо- і доліхоцефалів з площиною, будованою для брахіцефалів, відбувається зміна співвідношення подовжнього розміру до поперечного, причому у брахіцефалів поперечний розмір перевищував подовжній в 1,5 раза, у мезоцефалів - у 1,33 раза і у доліхоцефалів - у 1,24 раза.

Виявлено, що ПКТ на зовнішній поверхні НЩ з різною формою були неоднаковими. Тому цифрові показники ПКТ (а саме: поєднання їх у трьохплощинній системі координат) визначали анатомічну мінливість рельєфу поверхні зовнішньої поверхні НЩ. Усередині кожної виділеної групи НЩ, об'єднаних за ознаками належності до брахі-, мезо- або доліхоцефалів, нами були виявлені значні розбіжності в цифрових показниках. І це незважаючи на те, що черепний індекс був базовим для визначення форми і групової належності НЩ. Проте загальні закономірності були властиві кожній групі і домінували на всіх етапах побудови комп'ютерної моделі НЩ.

Це дозволило створити таблиці цифрових показників координат для кожної точки на зовнішній поверхні НЩ. При цьому цифрові дані ПКТ зовнішньої поверхні НЩ стали базою для побудови «гумової» моделі, яка в межах виділеної групи, до якої вона належала, була основною і мала всі ознаки, характерні для цієї групи. Тому перспектива такої комп'ютерної моделі визначається її універсальністю, вона може застосовуватися для моделювання процесу протезування або лікування, наприклад, при переломах НЩ, на початковому етапі.

Однак для побудови комп'ютерної моделі зовнішньої поверхні НЩ ПКТ недостатньо, тому що дана модель мала нерівні (вищерблені) контури. У зв'язку з цим було визначено координатні точки периметра зовнішньої пластинки НЩ. При визначенні координатних точок периметра встановлено їх відхилення від кінцевих ПКТ в межах (0,60±0,03) мм. Проте більшість координатних точок збігалися з ПКТ. Координатні точки периметра зовнішньої поверхні НЩ мали виражену мінливість, яка залежала від форми черепа. Встановлено, що виявлені особливості морфологічних характеристик НЩ простежуються і при побудові графічного відображення периметра НЩ у бічній проекції. Ці очевидні особливості стосувалися пдНЩ, висоти СВ і ВВ, максимальної і мінімальної ширини гНЩ, кута НЩ і висоти тНЩ.

Поетапне введення показників ПКТ формувало зовнішню поверхню бічної проекції НЩ. Це відбувалося внаслідок злиття точок у своєрідні лінії, які з'єднувалися одна з одною і створювали каркас правої половини зовнішньої поверхні НЩ. Головним недоліком комп'ютерної моделі зовнішньої поверхні НЩ у бічній проекції є те, що вона залишалася прив'язаною до первинної площини побудови. Це пов'язано з тим, що не були введені координати точок, орієнтованих за периметром зовнішньої поверхні НЩ. Ці точки відрізнялися від ПКТ тим, що обмежували периметр бічної проекції НЩ. Площинні ж координати точок відображають тривимірні координати (X, У, Z) з кроком 2 мм. Після введення показників ПКТ зовнішньої поверхні НЩ у сагітальній площині з корекцією периметра, введенням параметрів товщини тНЩ, гНЩ, ВВ і ОВ на проекційній площині побудови з'являється аналог половини НЩ у бічній проекції.

Після створення дзеркального відображення створеної половини моделі НЩ обидві половини з'єднувалися з формуванням попередньої комп'ютерної моделі НЩ, яка ще не відповідала меті дослідження. На ній не сформована коміркова дуга із зубними комірками, немає зубів, внутрішньої і зовнішньої структур, кНЩ і його отворів. Власне кажучи, цю комп'ютерну модель НЩ можна розглядати як попередню для подальшого моделювання компонентів, яких бракує. Крім того, побудована комп'ютерна модель НЩ не дозволила проводити дослідження з протезування зубів способом віртуальної імплантації, а також прослідкувати шляхи перебудови коміркової дуги при втраті одного або кількох зубів. У зв'язку з цим було розроблено комп'ютерну модель НЩ, яка відповідала б вимогам не лише правильної анатомічної будови, але й можливого практичного застосування, що висувалися до неї. На першому етапі було побудовано комп'ютерні моделі зубів НЩ. Наступний етап побудови кінцевої комп'ютерної моделі передбачав уведення текстури зовнішньої і внутрішньої поверхонь НЩ. Було вибрано текстуру, що нагадувала кісткову пластинку зовнішньої і внутрішньої поверхні НЩ, на яку було нанесено характерні пагорбки в місцях прикріплення м'язів.

Створення внутрішніх текстурних характеристик комп'ютерної моделі НЩ дозволило змоделювати зубні комори відповідно до конфігурації коренів зубів. Це дало можливість сумістити комп'ютерні моделі НЩ і зубів, орієнтованих згідно з їх положенням на комірковій частині.

Виявилось, що для завершення побудови кінцевої комп'ютерної моделі НЩ необхідно було доповнити її двома отворами (отвір НЩ і ПО) і з'єднати їх кНЩ. Тому наступним етапом побудови кінцевої моделі НЩ було введення параметрів кНЩ. Останній етап побудови кінцевої комп'ютерної моделі НЩ було направлено на з'єднання кНЩ з дном зубних комірок за допомогою каналів і моделювання судинно-нервового пучка кНЩ. Цей етап виконано відповідно до даних, наведених в атласі анатомії людини (Р.Д. Синельников, 1983). Таким чином, побудована комп'ютерна модель була аналогом анатомічного препарату і мала всі компоненти, властиві характеристиці НЩ.

Виконані етапи побудови кінцевої комп'ютерної моделі НЩ дозволили побудувати аналог анатомічного препарату НЩ, що стало передумовою прогнозування змін коміркової дуги при втраті зубів. Окрім цього кінцева комп'ютерна модель НЩ може бути використана при розробці етапів протезування НЩ штучними імплантатами, що було практично змодельоване при втраті одного або кількох зубів.

ВИСНОВКИ

Дисертація присвячена уточненню типових ознак анатомічної мінливості нижньої щелепи для побудови комп'ютерної моделі, моделювання змін коміркової дуги при втраті зубів і процесу протезування шляхом віртуальної імплантації штучних зубів. Встановлено, що основні анатомічні й морфометричні характеристики нижньої щелепи людини залежать від форми черепа, статі і наявності або відсутності зубів. Побудована комп'ютерна модель нижньої щелепи за її параметрами була аналогом кісткового прототипу, що дозволило змоделювати зміну коміркової дуги в місці втрати одного або кількох зубів, а також процес віртуальної імплантації штучних зубів.

1. Анатомічні і морфометричні характеристики нижньої щелепи знаходяться у прямій залежності від форми черепа, статі, наявності або відсутності зубів. Визначено форми нижньої щелепи - брахі-, мезо- і доліхоморфна, які мають виражену індивідуалізацію основних параметрів нижньої щелепи: довжини подовжнього і поперечного діаметрів, висоти гілки і відростків (вінцевого і суглобового), конфігурації і товщини тіла, кута нахилу і відстані до зубних комірок каналу нижньої щелепи, величини кута нижньої щелепи.

2. Кількісні показники площинних координат точок у трьох вимірах на зовнішній поверхні нижньої щелепи є основою комп'ютерного моделювання. Головним недоліком при комп'ютерному моделюванні зовнішньої поверхні нижньої щелепи за допомогою площинних координат точок є їх схильність до первинної площини побудови. У зв'язку з цим необхідна корекція периметра з уведенням параметрів товщини тіла, гілки нижньої щелепи і її відростків.

3. У нижній щелепі після втрати зуба (зубів) відбувається зміна конфігурації коміркової дуги з резорбцією кісткової тканини в місці втрати зуба. При цьому змінюються співвідношення основних параметрів нижньої щелепи: збільшується кут, зменшується висота і збільшується довжина тіла нижньої щелепи.

4. Побудована комп'ютерна модель нижньої щелепи людини за допомогою комп'ютерної програми 3Ds Max8 за розмірами, формою, конфігурацією зовнішньої і внутрішньої поверхонь повністю збігається з її кістковим аналогом. При моделюванні втрати зуба (зубів) можна змоделювати на комірковій дузі процес резорбції кістки в місці втрати зуба і зміни кута осьового навантаження сусідніх з втраченим зубів.

5. Розроблений на комп'ютерній моделі нижньої щелепи процес віртуальної імплантації штучних зубів за морфометричними і технологічними характеристиками може бути застосований у практичній стоматології як підготовчий етап протезування.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Чертов С. Н. Клиническая анатомия и особенности формирования канала нижней челюсти / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Вісник Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка. - 2005. - № 6 (54). - С. 172-175. (Автор виконав морфометричні дослідження та провів узагальнення даних, внесок - 90 %).

2. Чертов С. Н. Особенности компьютерного моделирования нижней челюсти человека / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Український морфологічний альманах. - 2007. - Т. 5, № 3. - С. 106-108. (Автор визначив площинні координати точок, брав участь у виборі комп'ютерної програми, провів узагальнення даних, внесок - 70 %).

3. Чертов С. Н. Морфометрические характеристики нижней челюсти человека / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Український морфологічний альманах. - 2007. - Т. 5, № 4. - С. 81-84. (Автор виконав морфометричні дослідження та провів узагальнення даних, внесок - 90 %).

4. Чертов С. Н. Индивидуальная анатомическая изменчивость сanalis mandibulae / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Український медичний альманах. - 2007. - Т. 10, № 4. - С. 192-194. (Автор виконав морфометричні дослідження та провів узагальнення даних, внесок - 80 %).

5. Чертов С. Н. Морфометрические показатели тела нижней челюсти / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Український медичний альманах. - 2007. - Т. 10, № 5. - С. 196-197. (Автор виконав морфометричні дослідження та провів узагальнення даних, внесок - 90 %).

6. Чертов С. Н. Индивидуальная анатомическая изменчивость угла нижней челюсти человека / С. Н. Чертов // Актуальні питання біології та медицини: матеріали IІІ міжрегіон. наук.-практ. конф., Луганськ, 7-8 квітня 2005 р. - Луганськ: Альма-матер, 2005. - С. 51-53.

7. Чертов С. Н. Анатомическая изменчивость канала нижней челюсти (canalis mandibulae) / С. Н. Чертов, А. А. Виноградов // Актуальні питання біології та медицини: IV Міжрегіон. наук.-практ. конф., Луганськ, 2006 р.: наук. праці. - Луганськ: Альма-матер, 2006. - С. 51-52. (Автор виконав морфометричні дослідження та провів узагальнення даних, внесок - 90 %).

8. Чертов С. Н. Особенности компьютерного моделирования нижней челюсти человека / С. Н. Чертов // Актуальні питання біології та медицини: V Міжрегіон. наук.-практ. конф., Луганськ, 24-25 травня 2007 р.: матеріали доповідей. - Луганськ: Альма-матер, 2007. - С. 63-66.

9. Чертов С. Н. Морфометрические показатели нижней челюсти человека для компьютерного моделирования имплантации искусственных зубов / С. Н. Чертов // Актуальні питання біології та медицини: VI Міжрегіон. наук.-практ. конф., Луганськ, 2008 р.: наук. праці. - Луганськ: Альма-матер, 2008. - С. 57-58.

АНоТАЦІя

Чертов С.М. Анатомічна мінливість і морфометрична характеристика нижньої щелепи людини для комп'ютерного моделювання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.01 - нормальна анатомія. - Харківський національний медичний університет МОЗ України. - Харків, 2008.

Дисертація присвячена уточненню типових ознак анатомічної мінливості нижньої щелепи для побудови комп'ютерної моделі, моделювання змін коміркової дуги при втраті зубів і процесу протезування шляхом віртуальної імплантації штучних зубів. Встановлено, що основні анатомічні і морфометричні характеристики нижньої щелепи людини залежать від форми черепа, статі і наявності або відсутності зубів. Побудована комп'ютерна модель нижньої щелепи за її параметрами була аналогом кісткового прототипу, що дозволило змоделювати зміну коміркової дуги в місці втрати одного або кількох зубів, а також процес віртуальної імплантації штучних зубів.

Встановлено, що анатомічні й морфометричні характеристики нижньої щелепи знаходяться у прямій залежності від форми черепа, статі, наявності або відсутності зубів. Визначено форми нижньої щелепи - брахі-, мезо- і доліхоморфна, які мають виражену індивідуалізацію основних параметрів нижньої щелепи: довжини подовжнього й поперечного діаметрів, висоти гілки і відростків, конфігурації основи і товщини тіла, кута нахилу й відстані до зубних комірок каналу нижньої щелепи, величини кута нижньої щелепи. У нижній щелепі після втрати зуба (зубів) відбувається зміна конфігурації коміркової дуги з резорбцією кісткової тканини в місці втрати зуба. При цьому змінюються співвідношення основних параметрів нижньої щелепи: збільшується кут, зменшується висота і збільшується довжина тіла нижньої щелепи.

Для комп'ютерного моделювання нижньої щелепи в трьох вимірах на зовнішній поверхні нижньої щелепи було визначено площинні координати точок, кількісні показники яких є основою комп'ютерного моделювання. Головним недоліком при комп'ютерному моделюванні зовнішньої поверхні нижньої щелепи за допомогою площинних координат точок є їх схильність до первинної площини побудови. У зв'язку з цим необхідна корекція периметра з уведенням параметрів товщини тіла, гілки нижньої щелепи та її відростків. Побудована комп'ютерна модель нижньої щелепи людини за допомогою комп'ютерної програми 3Ds Max8 за розмірами, формою, конфігурацією зовнішньої й внутрішньої поверхонь повністю збігається з її кістковим аналогом. При моделюванні втрати зуба (зубів) можна змоделювати на комірковій дузі процес резорбції кістки в місці втрати зуба та зміни кута осьового навантаження сусідніх з втраченим зубів. Розроблений на комп'ютерній моделі нижньої щелепи процес віртуальної імплантації штучних зубів за морфометричними і технологічними характеристиками може бути застосований у практичній стоматології як підготовчий етап протезування.

Ключові слова: нижня щелепа, анатомія, комп'ютерне моделювання.

АННоТАЦия

Чертов С.Н. Анатомическая изменчивость и морфометрическая характеристика нижней челюсти человека для компьютерного моделирования. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.01 - нормальная анатомия. - Харьковский национальный медицинский университет МЗО Украины. - Харьков, 2008.

Диссертация посвящена уточнению типичных признаков индивидуальной анатомической изменчивости нижней челюсти для построения компьютерной модели, моделирования изменений альвеолярной дуги при потере зубов и процесса виртуального протезирования путем имплантации искусственных зубов. Установлено, что основные анатомические и морфометрические характеристики нижней челюсти человека зависят от формы черепа, пола и наличия или отсутствия зубов. Построенная компьютерная модель нижней челюсти по своим параметрам являлась аналогом костного прототипа, что позволило смоделировать изменение альвеолярной дуги в месте одного или нескольких удаленных зубов, а также процесс имплантации искусственных зубов.

Установлено, что анатомические и морфометрические характеристики нижней челюсти находятся в прямой зависимости от формы черепа, пола, наличия или отсутствия зубов. Определены формы нижней челюсти - брахи-, мезо- и долихоморфная, которые имеют выраженную индивидуализацию основных параметров нижней челюсти: длины продольного и поперечного диаметров, высоты ветви и отростков (альвеолярного и суставного), конфигурацию основания и толщины тела, угла наклона и расстояния до зубных альвеол канала нижней челюсти, величины угла нижней челюсти. В нижней челюсти после удаления зуба (зубов) происходит изменение конфигурации альвеолярной дуги с резорбцией костной ткани в месте удаленного зуба. При этом изменяются соотношения основных параметров нижней челюсти: увеличивается угол, уменьшается высота и увеличивается длина тела нижней челюсти.

Для компьютерного моделирования нижней челюсти в трех измерениях на наружной поверхности нижней челюсти были определены плоскостные координаты точек, количественные показатели которых являются основой компьютерного моделирования. Главным недостатком при компьютерном моделировании наружной поверхности нижней челюсти с помощью плоскостных координат точек является их привязанность к первичной плоскости построения. В связи с этим необходима коррекция периметра с введением параметров толщины тела, ветви нижней челюсти и ее отростков. Построенная компьютерная модель нижней челюсти человека с помощью компьютерной программы 3Ds Max8 по размерам, форме, конфигурации наружной и внутренней поверхностей полностью совпадает со своим костным аналогом. При моделировании удаления зуба (зубов) можно смоделировать на альвеолярной дуге процесс резорбции кости в месте удаленного зуба и изменения угла осевой нагрузки соседних с удаленным зубов. Разработанный на компьютерной модели нижней челюсти процесс виртуальной имплантации искусственных зубов по морфометрическим и технологическим характеристикам может быть применен в практической стоматологии как подготовительный этап протезирования.

Ключевые слова: нижняя челюсть, анатомия, компьютерное моделирование.

ABSTRACT

Chertov S.N. Anatomical variability and morphometric feature of human mandible for computer modeling. - A manuscript.

Dissertation for the degree of Candidate of Medical Science, speciality 14.03.01 - Normal Anatomy. - Kharkiv National Medical University. - Kharkiv, 2008.

The dissertation is devoted to the individual anatomical variability of the mandible. It is established, that the main anatomical and morphometric parameters of human mandible depend on the skull shape, sex and quantity of teeth. Computer model of the mandible was analogue of the bone prototype. It allowed to model a change of the ramus alveolaris in place of extracted tooth and process of virtual implantation of artificial teeth.

The plane coordinates of points were found on the external surface of the mandible for computer 3D modeling. The main problem was the connection of the plate coordinate points with the primary plane of modeling for computer modeling of the external surface of the mandible. Therefore it was necessary to correct the perimeter of the mandible entering the parameters of thickness of the body, branch and processes of the mandible. Process of virtual implantation of artificial teeth which was elaborated in computer model may be used in practical stomatology as primary step of dental prothesing.

Key words: mandible, anatomy, computer modeling.

Підписано до друку 06.11.08. Формат 6090/16.

Папір офсетний. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. 0,9. Тир. 100 прим. Зам. № 240-08

Надруковано СПД Бровін О.В., Св-во 2708608999.

м.Харків, майдан Свободи, 7. Т. (057) 758-01-08, (8066) 822-71-30

Размещено на Allbest.ru