Цифровая лицевая дуга и дентолицевой анализатор: от 2D к 3D анализу улыбки

13 ноября 2018, 8:36 13.11.2018 0

Производители:

Planmeca, Dentsply Sirona, Ivoclar Vivadent

Протоколы цифровой работы в стоматологии становятся все более популярными как среди клиницистов, так и среди зубных техников, так что внедрением CAD/CAM в повседневную стоматологическую практику уже никого не удивишь. Оцифровка данных, получение результатов КЛКТ и сканирование моделей – это только первый этап диагностики, который в дальнейшем имеет ключевое значение для планирования ятрогенных вмешательств, моделирования дизайнов протетических конструкций и их производства с уникально высокой точностью. В последние десятилетия клиницисты и зубные техники в своем большинстве использовали механические артикуляторы для имитации шарнирных и эксцентричных движений нижней челюсти, при этом проверяя точность будущих реставраций с помощью восковых и композитных аналогов. Лицевые дуги были разработаны специально для того, чтобы скопировать ориентацию верхней челюсти относительно центра ротации суставных мыщелков в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, чтобы в дальнейшем перенести их в структуру артикулятора.

Цифровая лицевая дуга и дентолицевой анализатор: от 2D к 3D анализу улыбки

В последние годы внедрение CAD/CAM технологий обеспечило возможности для реализации более эффективных протоколов лечения путем автоматизации процессов производства протетических конструкций и сокращения объёма «ручного труда» зубного техника. С помощью интраоральных сканеров можно проводить сканирование зубных дуг и регистрировать их соотношение у каждого конкретного пациента. Современные CAD/CAM системы включают в себя модуль виртуального артикулятора в качестве инструмента для имитации движений нижней челюсти, который может быть скорректирован с использованием адаптированных числовых значений для репрезентации наклона суставного мыщелка, угла Беннета, вертикальной составляющей окклюзии и других параметров. При этом аналоговый способ фиксации моделей челюстей в артикуляторе продолжает использоваться в стоматологии для проверки адекватности их сопоставления, проблема, однако состоит в том, что для адекватного соотношения необходимо точно перенести показатели лицевой дуги, зарегистрированные в ходе диагностики. Такая же проблема касается и цифрового метода изучения моделей в виртуальном артикуляторе: дело в том, что полученные трехмерные модели не полностью сориентированы в координатных плоскостях x, y и z, таким образом, для точной идентификации срединной линии лица и окклюзионной плоскости необходимо использовать соответствующие референтные точки (фото 1). В случаях тотальной стоматологической реабилитации идентификация срединной линии лица и окклюзионной плоскости играет двойное значение: верификация эстетического баланса и функционально-приемлемой составляющей, с учетом которых врачу необходимо провести коррекцию всех имеющихся у пациента окклюзионных проблем.

Фото 1. Цифровая модель, импортированная в exocad: красные линии, иллюстрируют положение центральной линии и окклюзионной плоскости.

Panadent представила упрощенную систему для переноса соотношения моделей челюстей в аналоговый артикулятор, которая называется Kois Dento-Facial Analyzer (DFA). Система Dento-Facial Analyzer была разработана доктором Коисом и впоследствии продана как технология компании Panadent (Калифорния), которая представляет собой окклюзионную подставку, которая непосредственно фиксируется магнитом артикулятора Panadent. После этого несколько компаний скопировали технологию и разработали аналогичные окклюзионные подставки и для своих артикуляторов. Устройство в основном состоит из Fox-плоскости с регулируемым срединным стержнем (фото 2). Оттискная ложка присоединена к плоскости для регистрации положения верхней челюсти с использованием оттискного материала, таким образом, удается перенести позицию окклюзионной плоскости и срединной линии в трех плоскостях на аналоговой артикулятор, в котором, в свою очередь, регистрационная пластинка фиксируется посредством магнита (фото 3-4).

Фото 2. Пациент с аппаратом Kois Dento-Facial Analyzer System.

Фото 3. Оттиск в Kois Dento-Facial Analyzer System.

Фото 4. Окклюзионная площадка с оттисков в Kois Dento-Facial Analyzer System.

Данный подход позволяет фиксировать модели на определённом расстоянии в 100 мм, что, по данным докторам Коиса, является средней аксиально-режущей длиной. Такой же показатель используется при реализации принципов равностороннего треугольника Бонвилла и сферической теории Монсона.

Для переноса этой же информации в цифровой среде также было предложено множество подходов и разных программ, которые, однако требовали огромных временных затрат и были слишком сложными в использовании. Большинство имеющихся на сегодня сканеров лица являются не только достаточно дорогими (около 5000 долларов США), но и обеспечивают получение достаточно качественной сетки изображения, которая могла бы быть использована для дальнейшего сопоставления со сканами моделей. Кроме того, лицевые сканеры также могут регистрировать цветовые параметры исследуемого объекта, что, в свою очередь, может ввести врача в заблуждение относительно того, насколько качественным является полученное изображение. С другой стороны, сканеры, которые работают без функции регистрации цвета, характеризуются наличием типичных графических дисторций, и всегда воссоздают реальную форму объекта (фото 5).

Кроме того, при сканировании лица всегда надо отмечать референтные точки, относительно которых буде проводиться сопоставление моделей, что еще больше усложняет процесс использования цифровых видов артикуляционных систем.

Метод, который описанный в этой статье, позволяет преодолеть все вышеупомянутые проблемы, поскольку предоставляет возможности для выравнивая цифровых моделей в виртуальном артикуляторе посредством использования сканов прикусных блоков вместе с DFA.

Методика состоит из следующих этапов:

  • Регистрация дентолицевых параметров при помощи Kois DFA путем выравнивания срединного стержня аппарата по срединной линии лица пациента и копирования положения окклюзионной плоскости по Fox-плоскости аппарата. Для получения оттиска можно использовать любой оттискной материала или воск.
  • Сканирование верхней и нижней челюстей и прикусного блока. В описанном ниже клиническом случае мы использовали внутриротовой сканер PlanScan (Planmeca), (Хельсинки, Финляндия) (фото 6 и 7).
  • Сканирование прикусного блока для виртуального сопоставления верхней и нижней челюстей, и после этого проведение еще одного сканирования оттиска, полученного с верхней челюсти при помощи Kois DFA. Поскольку последний оттиск использовался для регистрации положения срединной линии и окклюзионной плоскости с учетом положения срединного стержня аппарата Kois DFA и Fox-плоскости, в использовании дополнительных ориентиров для позиционирования моделей нет необходимости (фото 8).
  • Сопоставление всех моделей и прикусных блоков в программном обеспечении.
  • Экспорт STL-моделей и их импорт в программное обеспечение, или же перевод их в имеющуюся программу CAD, если модуль таковой интегрирован для производства восковых аналогов конструкций.
  • Если в программном обеспечении CAD доступен модуль цифрового артикулятора, то дополнительно можно использовать прикусной блок; в описанном ниже случае использовался модуль артикулятора exocad (exocad, Дармштадт, Германия). В артикуляторе нужно визуализировать вертикальные и горизонтальные плоскости при помощи мыши. После этого нужно сопоставить следующие ориентиры: срединный стержень оттиска, полученный посредством Kois DFA, с вертикальной плоскостью артикулятора, и базу этого же оттиска с горизонтальной плоскостью артикулятора (фото 9-10).

Фото 5. Сравнение цифровых сканов лица с использованием функции регистрации цвета и без нее.

Фото 6. Сопоставление цифровых моделей в окклюзии.

Фото 7. Сопоставление цифровых моделей по прикусному блоку.

Фото 8. Перенос данных о положении серединной линии и окклюзионной плоскости.

Фото 9-10. Вид ориентации модели относительно горизонтальной плоскости цифрового артикулятора.

Помимо основного выравнивания, у врача есть два разных способа установки корреляции переднезаднего размера цифровой модели в виртуальном артикуляторе. Первый вариант доступен, если у клинициста присутствует набор КЛКТ-данных сканирования всего черепа пациента (широкое поле съемки приблизительно 20 × 18 см со стандартным разрешением). Расстояние от центра вращения суставных мыщелков до центральных резцов может быть измерено и воспроизведено в модуле артикулятора (фото 11); модуль exocad DICOM для просмотра данных КЛКТ можно использовать для измерения необходимых параметров и их сравнения с данными, полученными в ходе сканирования модели верхней челюсти.

Фото 11. Ориентация модели в артикуляторе по расстоянию от центра ротации суставных мыщелков до центральных резцов.

Второй вариант сравнения переднезаднего размера цифровой модели предполагает учет среднего расстояния по оси, которое, по данным исследований доктора Kois, составляет около 100-110 мм. Именно таковой является среднее антропометрическое расстояние от центра вращения суставных мыщелков до режущего края центральных резцов верхней челюсти; это расстояние традиционно используется в моделях артикулятора Panadent PCF и PSH вместе с разработанной окклюзионной подставкой для магнитной фиксации оттиска, полученного с использованием Kois DFA. Инструмент 3-мерной линейки предоставляется в большинстве CAD–программ, и позволяет установить величину необходимых расстояний, и следовательно – необходимое положение модели.

Данный подход является крайне полезным в случаях восстановления эстетического профиля в области передних зубов, поскольку позволяет учесть трехмерные параметры дизайна улыбки. Преимущество трехмерного моделирования составляющих улыбки состоит в том, что при желании пациента можно изменить любую составляющую цифровой модели без необходимости перерабатывать ее на воске. Таким образом, врач экономит и свое время, и время зубного техника. Кроме того, вышеописанная методика позволяет проводить суперимпозицию цифровых фотографий или видео с высоким разрешением на тот объем данных, который используется в ходе планирования и лечения пациента. Иными словами, врачу удается проверить качество выполненной работы «вживую» еще до начала производства окончательных протетических реставраций.

Преимущества цифровой фотографии перед лицевыми сканерами состоит в том, что с помощью фотоаппарата можно зарегистрировать ежесекундную улыбку пациента, в то время как для ее «запечатления» при помощи сканера с той же целью может понадобиться гораздо больше времени, которое, однако тоже измеряется в секундах. Но ведь истинная улыбка – это непосредственная улыбка в определенный момент, а не форсированная диагностическая позиция. Еще одним преимуществом использования цифровой восковой модели является возможность визуализации и измерения необходимого объема реставрационного материала со всех сторон зубов. Таким образом, врач четко может оценить необходимый объем редукции ткани, минимизировав влияние ятрогенного вмешательства.

Клинический случай

62-летняя женщина обратилась за стоматологической помощью в стоматологическую клинику Университета Августы (Джорджия, США) с главной жалобой на патологическую стертость и дисколорацию передних зубов (фото 12 и 13). Пациента выкуривала приблизительно одну пачку сигарет в день на протяжении уже длительного времени. В ходе визита были проведены все диагностические манипуляции, а также необходимая рентгенологическая оценка для планирования дальнейшего протокола ятрогенных вмешательств. В ходе клинического осмотра действительно было подтверждены симптомы патологический стираемости в области передних зубов и премоляров верхней челюсти, при этом пародонтологический статус пациентки не был компрометирован, глубина пародонтального зондирования не превышала 3 мм, эндодонтических патологий зарегистрировано не было. В ходе окклюзионного анализа было обнаружено, что максимальный фиссурно-бугорковый контакт совпадал с центральным соотношением челюстей, нарушений вертикальной составляющей прикуса диагностировать не удалось. Также в ходе диагностики был получен ряд клинических фотографий, а также была проведена регистрация референтных положений окклюзионной плоскости и центральной линии посредством DFA (фото 14). Необходимое положение режущего края определяли, добавляя порцию композита к левому центральному резцу верхней челюсти в качестве ориентира для определения нужной длины коронки, при этом параллельно проводя оценку позиции губ в состоянии покоя и во время улыбки. Таким образом, удалось установить, как изменение положения режущего края может повлиять на фонетику и эстетический профиль пациента. После достижения и регистрации необходимой длины коронки уровень высоты режущего края переносили в цифровую среду для имитации в структуре цифровой диагностической модели. Также в ходе первого визита провели процедуру профессиональной гигиены полости рта для коррекции особенно выраженных дисколораций.

Фото 12-13. Фотография зубов пациентки до лечения.

На следующих этапах проводили реализацию протокола сопоставления всех полученных цифровых данных, который был описан выше. Двумерные изображения пациента были импортированы и наложены по референтным точкам для получения трёхмерной функциональной виртуальной восковой модели, на которой проводили повышение уровня режущих краев в области резцов и премоляров. Виртуальная репродукция зубов проводилась с использованием библиотеки шаблонов-зубов. Шаблоны зубов, предложенные системой exocad, также можно корректировать по цвету, таким образом, достигая максимальной индивидуализации протокола реабилитации (фото 14). Дизайн коронок определялся посредством применения функции модуля цифрового артикулятора с имитацией экскурсионных движений нижней челюсти (фото 15).

Фото 14. Трехмерный дизайн улыбки.

Фото 15. Виртуальный артикулятор.

Виртуальный трехмерный дизайн будущей улыбки был репрезентирован пациентке в ходе ее второго визита. Таким образом, ей была предоставлена возможность внести некоторые изменения в вид будущих реставраций, исходя из собственных субъективных пожеланий. Однако, вид ее улыбки, который был смоделирован в цифровой среде, ей полностью понравился, так что врач приступил к этапу принтинга восковой репродукции (MoonRay S, SprintRay, Лос-Анджелес, Калифорния, США) и изготовлению оттискного шаблона для получения композитного аналога будущих реставраций (Integrity, Dentsply Sirona, Йорк, Пенсильвания, США, фото 16).

Фото 16. Оттиск сделан по восковой репродукции.

Композитный аналог выполняет сразу 2 функции. Первая – это роль эстетического и функционального прототипа будущих реставраций, который позволяет пациенту почувствовать, как протетические конструкции будут выглядеть в ротовой полости. Вторая функция – это выполнение роли временных конструкций, которая заключается в выполнении функции контролирующего шаблона во время проведения препарирования (фото 17).

Фото 17. Композитный аналог используется в качестве контролирующего шаблона в ходе препарирования зубов.

С вестибулярной стороны было редуцировано лишь 0,5-0,8 мм твердых тканей, а с области режущего края – не боле 1,5 мм. Данный объем препарирования является достаточным для последующей фиксации виниров (фото 18-19). После этого получали окончательные оттиски, и, поскольку никаких модификаций исходной цифровой модели проводить не было необходимости, работа сразу была направлена на изготовление реставраций. В качестве материала для фрезеровки применяли стеклокерамические лейцитные блоки (IPS Empress CAD, Ivoclar Vivadent, Schaan, Лихтенштейн), которые обрабатывали на специальном станке (PlanMill 4.0, Planmeca, фото 20 и 21). Перед процедурой окончательного бондинга реставраций провели их примерку. Пациентка одобрила все параметры виниров, включая их эстетический вид и маргинальную адаптацию, после чего врач приступил к фиксации реставрации (Variolink Esthetic, Ivoclar Vivadent).

Фото 18-19. Вид зубов после мини-инвазивного препарирования.

Фото 20. IPS Empress CAD - блоки для фрезеровки.

Фото 21. Отфрезерованные IPS Empress CAD - виниры.

Пациентка была чрезвычайно довольна полученным результатом лечения (фото 22-25). С целью повышения срока функционирования конструкции ей также были изготовлены окклюзионные каппы. На момент мониторинга через 1 год после лечения никаких осложнений отмечено не было.

Фото 22. Вид зафиксированных виниров сбоку.

Фото 23. Окклюзионный вид зафиксированных виниров.

Фото 24. Фронтальный вид улыбки пациента после лечения.

Фото 25. Латеральный вид улыбки пациента после лечения.

Обсуждение

В данной статье представлен упрощенный цифровой метод передачи информации, зарегистрированной с помощью лицевой дуги на артикуляторе. Перенос позиции цифровых моделей относительно положения лица пациента является важным этапом для дальнейшей репродукции функциональных движений и успешного прогноза эксплуатации эстетических реставраций. Предварительно предложенные техники реализации этой же цели предусматривали необходимость дополнительного облучения пациента в ходе КЛКТ-сканирования, работу с дорогим компьютерным обеспечением, а также существовали ограничения в возможности адекватной оценки локализации необходимых ориентиров.

По предложенной авторами статьи технике можно проводить перенос позиции восковых валиков от беззубых пациентов в структуру артикулятора. Логично, выполнение такой задачи требует большей аккуратности и точности выполнения отдельных этапов протокола. Использование аппарата DFA аргументировано простотой его применения. Таким образом, предложенная техника может быть легко имплементирована в работу стоматологических клиник и зуботехнических лабораторий, а ее дальнейшее усовершенствование будет нацелено на улучшение и автоматизацию этапа сопоставления набора цифровых данных в унифицированную комплексную модель. Также следует уделить больше внимания аспекту анализа движений нижней челюсти относительно референтных точек лица, ведь копирование естественных артикуляционных траекторий позволит добиться полной индивидуализации алгоритма стоматологической реабилитации.

Выводы

Цифровая передача данных из лицевой дуги посредством технологии DFA представляет собой предсказуемый, быстрый и простой способ сопоставления цифровых моделей в виртуальном артикуляторе без необходимости использования дорогого программного обеспечения.

Авторы: Christian Brenes, Larry Jurgutis, Courtney S. Babb

Покупайте на маркете
Planmeca Сканер для гипсовых моделей PlanScan Lab
Ivoclar Vivadent Empress CAD Cerec/in Lab Блоки для изготовления высокоэстетичных полноанатомических реставраций одиночных зубов
от 4 065 руб. Все цены
Ivoclar Vivadent Variolink Esthetic Композитный цемент двойного и светового отверждения
Planmeca Фрезерный станок для стоматологической клиники PlanMill 40
Planmeca Фрезерный станок PlanMill 50

0 комментариев