CC BY
27
Анализ площади и геометрических размеров элементов зубочелюстной системы по данным ортопантомограмм и компьютерной томограммы с использованием средств персонального компьютера
Ю. М. Николаев, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ортопедической стоматологии Северо-Осетинской государственной медицинской академии Владикавказ
В настоящее время рентгенологический метод исследования широко используется в диагностике и дифференциальной диагностике патологии твердых тканей зубов, периодонта и пародонта. Рентгенологическое исследование при воспалительно-деструктивных процессах в пародонте позволяет оценить их активность, а также уточнить особенности количественных и качественных изменений костной ткани альвеолярных отростков челюстей.
Принципиально новые возможности в дентальной рентгенографии в последнее время появились в связи с использованием цифровой рентгенографии. Радиовизиография находит все более широкое применение в стоматологии, в том числе в ортопедии. Дентальная рентгенография значительно повышает диагностическую информативность исследования в связи с возможностью последующего вычислительного компьютерного анализа рентгеновского изображения и получения на принтере отпечатков в оптимальных режимах. Сканирование пленочных ортопантомограмм, прицельных дентальных рентгенограмм зубов и их апостериорная цифровая обработка по радиовизиографической программе в различных режимах также значительно увеличивают ценность получаемой диагностической информации.
При изучении тканей пародонта предпочтение отдают панорамному рентгенологическому исследованию (пленочной и цифровой ортопантомографии), которое значительно расширяет возможности определения костной структуры тканей. На ортопантомо-граммах при сниженных лучевых нагрузках на пациента можно получить изображение практически всех отделов зубочелюстной системы. Роль рентгенологического метода состоит в уточнении соотношений глубины зубодесневого кармана, определяемого инструментально, и участков костной деструкции. Цифровая дентальная рентгенография выполняется в стоматологических клиниках на ра-диовизиографах фирмы «Trophy» с рентгеновскими дентальными аппаратами типа Irix и Elitys. После предварительной оценки дигитального рентгеновского изображения зубов, периапикальных тканей, краевых отделов альвеолярных отростков челюстей и межзубных промежутков на экране монитора (при проекционных ошибках снимок следует повторить)
врач-стоматолог или врач-рентгенолог проводят детальный вычислительный анализ изображения с использованием радиовизиографической программы «Trophy».
По данным ряда исследователей, достоверную информацию о соотношениях корневой системы и коронок дают панорамные томограммы (ортопантомо-граммы) и экстраоральные контактные рентгенограммы челюстей в косых проекциях [1, 4, 5]. Более того, эти методики отвечают требованиям идентичности рентгеновского изображения исследуемой анатомической области в динамике.
Е. Е. Грязнова предлагает два метода для измерения корней зубов по рентгенограмме [2]. Первый метод основывается на получении интраоральных контактных рентгенограмм с использованием отечественного рентгенодиагностического дентального аппарата 5Д-2. Второй - на получении рентгенограмм с увеличенного фокусного расстояния параллельным пучком лучей, для чего применяется рентгенодиагностический дентальный аппарат с более мощной рентгеновской трубкой Evolution-300 (Италия) и рентгеновская пленка Kodak (США) Ultraspeed DF-58 3,1 х 4,1 см. Изучив оба вида рентгенограмм - интраоральные контактные (рентгенодиаг-ностический аппарат 5Д-2) и полученные с увеличенного фокусного расстояния параллельным пучком лучей (рентгенодиагностический дентальный аппарат Evolution-300), - Е. Е. Грязнова пришла к выводу, что рентгенограммы с увеличенного фокусного расстояния параллельным пучком лучей дают более достоверную информацию о размерах корней зубов (разница не более 0,5 мм), чем обычные интра-оральные контактные рентгенограммы.
Но получить результаты, близкие к реальным размерам корней опорных зубов, в частности - одного из нижних премоляров, можно и с помощью ин-траоральных контактных рентгенограмм, используя поправочный коэффициент к по описанной ниже методике.
Перед проведением рентгенологического исследования для получения интраоральной контактной рентгенограммы на все клинические шейки опорных зубов накладываются металлические лигатуры, отделяющие коронку от корня. Коронковая часть опорного зуба измеряется по вертикали линейкой или штангенциркулем. Затем на полученном снимке измеряют длину коронковой части от ее верхней точки до металлического ободка (лигатуры) и длину корня от металлического ободка до верхушки корня.
По соотношению «коронка в полости рта / корень в лунке полости рта» и «коронка на рентге-
нограмме / корень на рентгенограмме» определяют поправочный коэффициент искажения к, показывающий несоответствие длины корня в полости рта его длине на рентгенограмме.
М. А. Чибисова и Е. В. Гольдштейн отмечают, что ортопантомограмма - наиболее объективный способ регистрации истинной высоты межальвеолярных перегородок [7]. Поскольку анатомические детали и их строение также хорошо видны на этих снимках, ортопантомограммы позволяют наиболее правильно оценить состояние костных отделов па-родонта в норме и при патологии. Четко определяются зоны резорбции замыкающих пластинок, участки остеопороза и разрушения костной ткани. Их характеристика дает возможность выявить не только количественную сторону поражения, но и активность костных изменений.
Для определения геометрических параметров фрагмента зуба Г. Г. Строганов и соавт. предлагают использовать градуированную металлизированную сетку, применяющуюся при прицельной рентгенографии (удостоверение на рационализаторское предложение № 1036 от 29.06.2000 г. «Градуированная сетка для внутриротовых прицельных рентгеновских снимков»). Сетка имеет цену деления 1 кв. мм и заламинирована в эластичную полимерную оболочку. Непосредственно перед рентгенологическим исследованием сетка вкладывается в пакет с рентгеновской пленкой, и на проявленном снимке проецируется рентген-тень сетки в наложении на негатив фрагмента зуба.
Проблема, однако, в том, что вышеописанные методики технологически сложны, требуют большого количества дополнительных манипуляций, не предоставляют объективных данных и поэтому не могут в полной мере соответствовать требованиям простоты и эффективности.
Нами предложена методика расчета площади рентгеноконтрастных структур зубочелюстной системы по ортопантомограмме с использованием масштабной сетки программного продукта Adobe Photoshop 7.0 в операционной системе Windows 98, ME, ХР.
Ортопантомограмму сканируют планшетным сканером с адаптером прозрачных материалов или специализированным сканером «SCANROM» с разрешением 300-600 dpi и заводят в программу Adobe Photoshop 7.0. Полученный файл сохраняется в формате JPEG или GIF. Для оптимизации качества изображения мы рекомендуем проводить автоматический выбор уровней контраста и включать режим «серого масштаба».
В строке меню выбираем «Правка», во всплывающем меню - «Предпочтения», далее - «Гиды, Сетка и Части...» (рис. 1).
В открывшемся диалоговом окне находим раздел «Сетка», в поле «Цвет» выбираем «Черный», в поле «Стиль» устанавливаем «Линии». В поле «Сетка всегда» устанавливаем единицы измерения «см» и интервал сетки «0,1». В поле «Подразделение»
Рис. 1. Окно меню «Правка»
можно устанавливать значения от 1 до 100, что позволяет варьировать величины измерения в зависимости от необходимости. Для активизации выбранных параметров нажимаем «ОК» (рис. 2).
Предпочтения В
t
Гудм, Огк* и "SittK V 1 « 1
[ Огмод )
Ц»+Т: 1 Смтосъиии V СИЛ; ! Птин V □ ^ Ни* j f дм** I
i " 1
u»*t. 2233ИНИИИ v CltMk ! Пшшн v Сетка всегда: 0-1 ем v Подраздеп»«е: j ■
ЦНШнниИ: StpfciÛ V
Рис. 2. Окно меню «Предпочтения»
В строке меню выбираем «Вид», во всплывающем меню - команду «Показать», а в ней - «Сетка». При этом на изображение ортопантомограммы накладывается масштабная сетка с заданными параметрами (рис. 3, 4).
Существенным плюсом применения такой масштабной сетки является то, что сетка не двигается относительно изображения и при увеличении масштаба последнего также увеличивается в размерах, проявляя дополнительные промежуточные линии, что позволяет точно измерять параметры очень мелких объектов, отображенных на ортопантомо-грамме (рис. 5).
Кроме измерения параметров отображенных на ортопантомограмме объектов предложенная нами методика позволяет проводить числовой анализ данных компьютерной томографии (рис. 6) верхней челюсти.
26
проблемы С ! О M А ! О Л О Г И И 2 0 0 / № 2
эо матом А«
ИСЮ1
Ее: МОСС1/1 Егп: 00(ЛИ1/49 «*: 193В.0
8ТА','ТОР01 С &НСА1 СЕКГТЕН ОАСНО/А СЧ Ю1У Р 1461 Ас:: 2002 Дог се
¿г:::::::.:::::■ ^чШяПи:::
^ 1
2:и ПШ&.и 1
Рис. 3. Окно меню «Сетка»
Рис. 6. Наложение масштабной сетки на томограмму зубного ряда
манду «Произвольный». В открывшемся окне указываем угол поворота и направление вращения (рис. 7). При этом ось рентгеновского изображения зуба и вертикальные оси сетки совпадут (рис. 8).
. Увеличение исследуемого объекта
Для точного расчета площади искомого объекта мы рекомендуем совмещать ось рентгеновского отображения с вертикалями масштабной сетки. Для этого в строке меню выбираем «Изображение», во всплывающем меню - команду «Поворот холста», далее - ко-
Рис. 8. Оси объекта исследования и масштабной сетки совмещены
ОРТОГиДИЧШ-ИЯ (ТОМАШОГИЯ
Расчет параметров отображенных на рентгенограмме объектов проводится следующим образом. Сначала подсчитывается количество квадратных сантиметров или квадратных миллиметров, полностью входящих в параметры исследуемого объекта, или его линейные размеры, затем масштаб изображения увеличивается нажатием сочетания клавиш «Ctrl» и «+» и подсчитываются линейные размеры объекта или количество масштабных ячеек, находящихся в его границах. Данные суммируются. Для наиболее точного расчета с поправкой на рентгеновское искажение нами предложено использование специальных эталонных маркеров - обернутых ватой стальных шариков диаметром 6,2 мм, которые фиксируются в зоне проведения ортопан-томографии во фронтальном участке и в боковых отделах справа и слева, что позволяет компенсировать как горизонтальное, так и вертикальное искажение (рис. 9,10).
Lj, ), вычисляем реальную площадь объекта исследования (X) по формуле
Л' =
X р
хР
маркер R объект
IP-
R маркер
а линейный размер по формуле
Л' =
У J V/
_ / I маркер R объект
IP
'R маркер
Для определения линейной погрешности мы рекомендуем вводить в расчеты коэффициент искажения к, получаемый по формуле:
Ь
^ маркер
R маркер
Умножая к на линейные размеры исследуемого объекта на рентгенограмме (Ь„ _ ), получаем ис-
£ £ ^ к ооъгкт' 1
тинный линейный размер объекта исследования.
Например, по данным ОПТГ измеряем рентгенологические линейные размеры маркера (Ь„ = 2,9 мм) и исследуемого объекта- вы-
А А маркгр ' -
соту корня зуба 4.5 (ЬКобъепп = 4,8 мм). Используя реальные размеры маркера (Ь = 6,2 мм), рассчиты-
' ' ' ' маркгр '
ваем истинный размер (X) исследуемого корня зуба 4.5 по формулам:
Х =
^маркер ^ ^R объект
R маркер
х= 6,2x4,8 х=т2^ 2,9 '
Рис. 9. ОПТГ с маркерами
Истинный размер корня зуба 4.5 равен 10,2 мм.
Наша методика позволяет проводить анализ ор-топантомограмм, полученных в разное время, и тем самым отслеживать динамику процессов, происходящих в структурах зубочелюстной системы.
Рис. 10. Оценка размеров маркера на рентгенограмме
Измеряя на снимке площадь или линейные размеры маркеров )< площадь или линейные размеры исследуемого объекта (Р, Ьк объгюп) и зная реальную площадь или линейный размер маркера
Список использованной литературы
1. Воробьев Ю. И., Трутень В. П. Рентгенография в практике стоматолога в условиях поликлиники, рентгеноанатомия зубов и челюстей: Метод, рекомендации. М., 1999.
2. Грязнова Е. Е. Метод измерения корней зубов по рентгенограмме для изготовления экспериментальных моделей// Стоматология. 2002. №2. С. 8-10
3. Иванова Г. Г. и др. Сравнительный анализ исследования дентина зуба рентгеновским и электрометрическим методами // Институт стоматологии. 2004. № 1. С. 94-99.
4. Матвеева А. И. и др. Применение математического моделирования при совершенствовании ортопедического лечения концевых дефектов зубных рядов // Стоматология. 1990. № 1. С. 48-52
5. Рубахина Н. А., Аржанцев А. П. Рентгенография в стоматологии. М„ 2000.
6. Тихонов Э. П. Физико-математическая модель зуба на базе электрического зондирующего сигнала и ее роль в решении проблем диагностики // Институт стоматологии. 2004. № 3. С. 74-77.
7. Чибисова М. А., Гольдштейн Е. В. Новые возможности цифровой и пленочной рентгенографии в дифференциальной диагностике заболеваний пародонта с использованием радиовизиографической программы «Trophy» // Институт стоматологии. 2004. № 1. С. 134-136.
