Comparative Analysis of Digital Methods for Transferring Maxillary Position: A Single-Center Non-Randomized Clinical Study

Full Text

Актуальность. Цифровые методы регистрации и переноса положения верхней челюсти являются неотъемлемой частью современной ортопедической стоматологии и гнатологической диагностики, поскольку точность пространственного позиционирования верхней челюсти напрямую влияет на корректность моделирования окклюзии, функциональную адаптацию реставраций и долгосрочные клинические результаты лечения [1–3]. Ошибки на этапе переноса положения верхней челюсти могут приводить к нарушению окклюзионных взаимоотношений, перегрузке элементов височно-нижнечелюстного сустава и необходимости повторных клинических коррекций [4, 5].

В последние годы широкое распространение получили цифровые аналоги лицевых дуг и программные системы аксиографической диагностики, позволяющие интегрировать данные интраорального сканирования, функциональных движений нижней челюсти и виртуальных артикуляторов [6–8]. Такие подходы позиционируются как более точные и воспроизводимые по сравнению с традиционными аналоговыми методами, однако данные о сопоставимости различных цифровых систем между собой остаются ограниченными [9].

В доступной научной литературе представлены исследования, посвящённые сравнению аналоговых и цифровых лицевых дуг, а также оценке точности переноса положения верхней челюсти при использовании виртуальных артикуляторов [10–12]. При этом большинство работ фокусируется либо на воспроизводимости одного метода, либо на сравнении цифровых и аналоговых подходов, зачастую в экспериментальных условиях или на моделях, не отражающих реальную клиническую практику [13, 14].

В доступной научной литературе отсутствуют опубликованные клинические исследования, напрямую сравнивающие точность переноса положения верхней челюсти при использовании различных цифровых методов - цифровой лицевой дуги и программной аксиографической диагностики. В частности, отсутствуют данные о сравнении результатов, полученных с использованием цифровой лицевой дуги SAM Аксиопризма и программного обеспечения Просистем P-Art, при их интеграции в виртуальный артикулятор и сопоставлении с данными конусно-лучевой компьютерной томографии.

С учётом возрастающей роли цифровых протоколов в ортопедической стоматологии и необходимости повышения точности функционально ориентированного лечения, представляется актуальным проведение клинического исследования, направленного на сравнительный анализ цифровых методов переноса положения верхней челюсти с использованием объективного трёхмерного референса. Настоящее исследование было спланировано с целью восполнения указанного пробела и получения клинически значимых данных о точности различных цифровых подходов к регистрации пространственного положения верхней челюсти.

Материал и методы исследования.  Исследование выполнено в формате одноцентрового проспективного клинического сравнительного анализа цифровых методов переноса положения верхней челюсти в виртуальный артикулятор.

Критерии включения: возраст пациентов 18 лет и старше; наличие зубных рядов; возможность выполнения всех этапов диагностического протокола, включая интраоральное сканирование, регистрацию положения верхней челюсти и конусно-лучевую компьютерную томографию.

Критерии исключения: отсутствие одного или нескольких ориентирных зубов (1.1, 1.6, 2.6); наличие выраженных артефактов на данных КЛКТ, препятствующих корректной обработке и сопоставлению цифровых моделей; отказ пациента от участия в исследовании.

Всего на этапе предварительного отбора было рассмотрено 87 пациентов. После применения критериев включения и исключения в исследование были окончательно включены 42 пациента.

Причины исключения участников (по ведущему критерию) распределились следующим образом: отсутствие одного или нескольких ориентирных зубов (1.1, 1.6, 2.6) - 13 пациентов; наличие выраженных артефактов на данных конусно-лучевой компьютерной томографии, препятствующих корректному цифровому сопоставлению - 22 пациента; отказ пациента от участия в исследовании - 10 пациентов.

Все 42 включённых участника завершили исследование и прошли полный диагностический протокол, включающий интраоральное сканирование, регистрацию положения верхней челюсти и конусно-лучевую компьютерную томографию. Данные по основному и дополнительным исходам исследования были получены у всех пациентов.

В рамках настоящего исследования было реализовано диагностическое вмешательство немедикаментозного характера, направленное на регистрацию и сравнительную оценку цифровых методов переноса пространственного положения верхней челюсти. Все процедуры выполнялись в соответствии с утверждённым исследовательским протоколом и не включали лечебных воздействий.

Для каждого участника исследования однократно проводился последовательный диагностический протокол. На первом этапе специалистом была проведена конусно-лучевая компьютерная томография челюстно-лицевой области в положении привычного смыкания зубов на дентальном томографе с цефалостатом, зона сканирования 3D 16х10 см с областью сканирования 20×20 см. Полученные томографические данные использовали в качестве трёхмерного пространственного референса для последующего анализа.

Далее были сформированы цифровые модели верхней и нижней челюстей методом интраорального оптического сканирования с применением сканера Dentsply Sirona Primescan. После этого осуществлялась регистрация окклюзионных взаимоотношений в положении привычного смыкания зубов.

Регистрация положения верхней челюсти методом цифровой лицевой дуги осуществлялась с использованием системы SAM Аксиоквик с установленной цифровой лицевой дугой SAM Аксиоприса. Фиксация лицевой дуги выполнялась специалистом с применением трёхточечной схемы опоры, включающей носовой упор, ушные упоры и опору в области центральных резцов верхней челюсти. После стабилизации конструкции была выполнена цифровая фиксация зарегистрированного положения путём интраорального сканирования верхней челюсти с установленной системой Аксиоприса, после чего данные экспортировали в программное обеспечение SAM Аксиоприса.

На следующем этапе проводилась регистрация, необходимая для программной аксиографической диагностики в среде Просистем P-Art. Прикусную вилку системы
P-Art фиксировали на зубах верхней челюсти с использованием А-силиконового регистрационного материала (Окклюфаст Рок), после чего выполняли интраоральное сканирование верхней челюсти с установленной вилкой. Затем специалистом производилась установка центрального маркера на прикусную вилку и боковых маркеров в области зубов 1.3 и 3.3 с фиксацией текучим композитным материалом (ДентЛайт Флоу, ВладМиВа). После позиционирования маркеров регистрировали аксиографические движения нижней челюсти из положения привычной окклюзии с использованием дентографа Просистем. Полученные данные использовали для формирования диагностического набора в программном обеспечении Просистем P-Art путём интеграции интраоральных сканов, аксиографических записей и томографических данных.

На аналитическом этапе все цифровые данные поочерёдно импортировали в CAD-среду Эхокад Дентал CAD. STL-модель, сформированную на основании данных КЛКТ, совмещали с цифровыми моделями верхней и нижней челюстей. Далее активировали виртуальный артикулятор SAM, в котором ориентацию томографической модели с сопоставленными цифровыми моделями выполняли таким образом, чтобы мыщелковая ось височно-нижнечелюстных суставов, визуализированная на КЛКТ, соответствовала шарнирной оси артикулятора. Полученное пространственное положение фиксировали в качестве референсного.

После этого в программную среду Эхокад последовательно загружали цифровые модели челюстей, экспортированные из программного обеспечения SAM Аксиопризма и Просистем P-Art. Пространственное положение челюстей, определённое соответствующим методом регистрации, сохраняли без ручной коррекции. Для каждого варианта выполняли оценку линейных смещений положения верхней челюсти относительно референсной модели в вертикальном, сагиттальном и трансверсальном направлениях (в миллиметрах). Все измерения выполнялись однократно по стандартизированному протоколу, а полученные значения фиксировались для последующего статистического анализа.

Медикаментозные воздействия, хирургические вмешательства, а также иные лечебные или профилактические мероприятия в рамках исследования не осуществлялись.

Полученные результаты и их обсуждение. Основным исходом исследования являлась точность переноса пространственного положения верхней челюсти, определяемая как величина линейного отклонения положения верхней челюсти, зарегистрированного с использованием каждого из исследуемых цифровых методов, от референсного положения, полученного на основании данных конусно-лучевой компьютерной томографии.

Точность переноса оценивали количественно в виде линейных смещений (в миллиметрах) анатомических ориентиров верхней челюсти относительно референсной модели, сформированной на основе КЛКТ, в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях, а именно вертикальной, сагиттальной и трансверсальной.

Указанный показатель являлся суррогатной конечной точкой, без оценки которой достижение цели исследования - сравнительного анализа точности цифровых методов переноса положения верхней челюсти Просистем P-Art и SAM Аксиопризма - было невозможно.

В рамках исследования рассматривались два основных показателя (отклонения, полученные при использовании каждого из методов), что обусловлено внутриобъектным сравнительным дизайном: каждый пациент последовательно проходил регистрацию положения верхней челюсти обоими цифровыми методами и служил собственным контролем. Такой подход позволял напрямую сопоставлять точность методов при идентичных анатомических и функциональных условиях.

Основной исход исследования рассматривался как непрерывный количественный признак; категоризация значений и использование пороговых уровней клинической значимости в рамках настоящего исследования не проводились.

В качестве дополнительных исходов исследования были запланированы и оценены следующие показатели:

Абсолютная разница линейных отклонений положения верхней челюсти между методами Просистем P-Art и SAM Аксиопризма в каждй из трёх плоскостей –вертикальной, сагиттальной и трансверсальной.

Модуль суммарного пространственного смещения положения верхней челюсти относительно референсной модели КЛКТ, рассчитываемый на основании линейных отклонений по трём координатным осям.

Частота случаев, в которых линейные отклонения положения верхней челюсти при использовании программной аксиографической диагностики Просистем P-Art были меньше по сравнению с цифровой лицевой дугой SAM Аксопризма.

Все дополнительные исходы являлись количественными признаками и анализировались без предварительной категоризации значений. Иные дополнительные показатели в рамках настоящего исследования не изучались.

Регистрация основного и дополнительных исходов исследования осуществлялась с использованием стандартизированного цифрового протокола пространственного анализа в CAD-среде.

В качестве референсного положения верхней челюсти использовали трёхмерную модель, сформированную на основании данных конусно-лучевой компьютерной томографии, полученной на аппарате ПАЙСКАН RCT700 SC (Ray Co., Республика Корея). КЛКТ-данные импортировали в программное обеспечение Эхокад ДенталCAD, где выполняли совмещение томографической модели с интраоральными цифровыми моделями челюстей.

Регистрация положений верхней челюсти, полученных с использованием цифровой лицевой дуги SAM Аксиопризма и программной аксиографической диагностики Просистем P-Art, осуществлялась путём импорта соответствующих
STL-файлов в Эхокадбез ручной коррекции пространственной ориентации. Для всех анализируемых случаев использовали виртуальный артикулятор SAM с идентичными настройками.

Линейные отклонения положения верхней челюсти относительно референсной модели КЛКТ определяли по смещениям анатомических ориентиров в вертикальной, сагиттальной и трансверсальной плоскостях. Измерения выполнялись в миллиметрах с использованием встроенных измерительных инструментов CAD-среды Эхокад. Все измерения проводились однократно одним исследователем по единому протоколу.

Для минимизации систематических ошибок соблюдалась фиксированная последовательность обработки данных, единые параметры совмещения моделей и идентичные условия виртуального артикулятора.

Анализ данных проводился с использованием пакета прикладных статистических программ. Количественные показатели описывались с использованием среднего арифметического значения и стандартного отклонения (Mean ± SD).

Для сравнения точности переноса верхней челюсти между методами Просистем P-Art и SAM Аксиопризма применялся парный t-тест, так как исследуемые показатели являются непрерывными количественными признаками, а каждый пациент выступал в качестве собственного контроля.

Дополнительно были рассчитаны следующие показатели. Абсолютная разница линейных отклонений положения верхней челюсти между методами - количественный показатель, описанный с помощью Mean ± SD, минимального и максимального значения; для анализа статистической значимости t-тест не применялся, так как анализировался модуль разницы.

Модуль суммарного пространственного смещения верхней челюсти, рассчитываемый по трём координатным осям:

Для оценки различий между методами также применялся парный t-тест.

Все данные считались для каждого пациента индивидуально, пропущенные значения и выбросы отсутствовали, трансформация данных не применялась. Результаты статистического анализа представлены в виде средних значений ± стандартного отклонения, t-значений и p-уровня значимости.

Применяемая методика соответствует рекомендациям SAMPL (Statistical Analyses and Methods in the Published Literature), обеспечивая воспроизводимость и прозрачность анализа.

Все включённые участники прошли полный диагностический протокол, пропущенных данных зарегистрировано не было. Основной исход исследования - точность переноса пространственного положения верхней челюсти - оценивался на основании линейных отклонений в вертикальном, сагиттальном и трансверсальном направлениях.

Парные t-тесты выявили статистически значимые различия между методами Просистем P-Art и SAM Аксиопризма по всем трём направлениям (p < 0,001). (табл. 1)

Таблица 1 – Средние линейные смещения верхней челюсти (мм) при использовании методов Просистем P-Art и SAM Аксиопризма с результатами парного t-теста

Абсолютные разницы линейных отклонений положения верхней челюсти между методами Просистем P-Art и SAM Аксиопризма рассчитывались отдельно для каждого направления.

Наибольшие средние значения абсолютной разницы линейных отклонений отмечены в вертикальном направлении, наименьшие - в трансверсальном. (табл. 2)

Таблица 2 – Абсолютная разница линейных отклонений верхней челюсти (мм)  
и частота случаев меньших отклонений между методами
Просистем P-Art и SAM Аксиоприза

Модуль суммарного пространственного смещения верхней челюсти рассчитывался на основании линейных отклонений по трём координатным осям для каждого метода.

Парный t-тест выявил статистически значимую разницу между методами по величине суммарного пространственного смещения (p < 0,001), табл. 3.

Таблица 3 – Суммарное пространственное смещение верхней челюсти (мм)
при использовании методов Просистем P-Art и SAM Аксоприза

Для оценки относительной точности методов определяли частоту случаев, в которых линейные отклонения положения верхней челюсти при использовании Просистем P-Art были меньше, чем при использовании SAM Аксиопризма (табл. 2)

Выводы. Настоящее исследование было направлено на решение проблемы точности переноса пространственного положения верхней челюсти в цифровых рабочих процессах ортопедической стоматологии. Полученные результаты показали, что программная аксиографическая диагностика Просистем P-Art обеспечивает более точный перенос положения верхней челюсти по сравнению с цифровой лицевой дугой SAM Аксиопризма при оценке линейных и суммарных пространственных отклонений. Выявленные различия вносят вклад в понимание ограничений и возможностей современных цифровых методов артикуляции и могут быть использованы при выборе диагностических протоколов в клинической практике и при дальнейшем развитии цифровых артикуляционных систем.

About the authors

Sergei Vasilyevich Eliseev

Author for correspondence.
Email: eliseew92@mail.ru

orthopedic dentist

References