CC BY
56УДК 611.714
© 2016 П. А. Гелашвили, А. А. Супильников, Э.Ш. Исламова
ПРИМЕНЕНИЕ КОНУСНО-ЛУЧЕВОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ (КЛКТ) КАК МЕТОДА ПРИЖИЗНЕННОЙ КРАНИОМЕТРИИ В ИНТЕГРАТИВНОЙ АНТРОПОЛОГИИ
Обосновывается эффективность привлечения конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) в инте-гративную антропологию для прижизненного краниометрического изучения головы в разных плоскостях. Предложенные дополнительные краниометрические точки повышают информативность и доступность измерения на живом человеке структур черепа (околоносовых пазух, глазниц, гипофизарной ямки, полости носа).
Ключевые слова: краниометрия, конусно-лучевая компьютерная томография.
Как раздел количественной морфологии медицинская морфометрия включает в себя элементы антропометрии, стереометрии, органометрии, гистометрии, кариоцитометрии, ультраструктурометрии, а также микроспектрофотометрии [1].
Современная краниология наряду с решением актуальных вопросов антропологии успешно разрабатывает фундаментальные проблемы медицины, в частности, занимается изучением закономерностей строения черепа человека и выяснением морфофункциональных особенностей различных его форм, а также разрабатывает прикладные анатомо-клинические задачи [7]. Хирурги, проводящие оперативные вмешательства на голове, должны располагать не только дорогостоящей аппаратурой, но и глубокими знаниями строения черепа как целостной системы, многообразных вариантов его формы и точного учёта пространственных соотношений [5, 11].
Продолжаются антропометрические исследования, характеризующие закономерности строения черепа (лицевого и мозгового), пропорциональности соотношений различных отделов головы и отношений их к определенным плоскостям [3, 4, 6, 8, 9].
Актуальным стало выяснение возможностей современных прижизненных методов визуализации различных структур для выполнения диагностических исследований и высокотехнологичных оперативных вмешательств.
В последнее время в ортодонтических клиниках конусно-лучевая компьютерная томография (КЛКТ) вытесняет стандартные методы рентгенологического исследования. Данные традиционной рентгенографии не давали возможности представить точную 3Д-анатомическую картину пациента, что позволило бы создать «виртуального пациента» [11, 14, 15].
Стоматологическая конусно-лучевая компьютерная томография (КЛКТ, ДКТ, стоматологическая КТ, Cone beam computed tomography) - это метод рентгеновской трехмерной диагностики челюстно-лицевой области головы, который активно используется в практике рентгенологической визуализации врачей-стоматологов и оториноларингологов [10, 16, 17]. В нем используется импульсное узконаправленное конусовидное рентгеновское излучение для получения изображений, что значительно снижает дозу облучения, а построение поперечных сечений области исследования выполняется программой, в которой заложено снижение количества артефактов [13].
Конусно-лучевая компьютерная томография позволяет получить почти мгновенное и точное трехмерное изображение анатомических структур, ограниченное конструктивно обусловленным или задаваемым полем зрения системы [13]. Во время съемки с сенсора не-
сколько раз в секунду считывается информация. Она обрабатывается в компьютере и восстанавливается виртуальная трехмерная модель сканированной области. После этого трехмерный виртуальный объект как бы «нарезается» слоями определенной толщины, и каждый слой сохраняется в памяти компьютера в виде файла в формате DICOM.
Ошибки при измерениях на КЛК-томограммах случаются гораздо реже, чем на обычных цефалограммах. При КЛКТ ЗД-измерения могут быть проведены в нескольких режимах - в режиме мультипланарной реконструкции, объёмного рендеринга и реконструкции затенённых поверхностей. Из всех указанных режимов двухточечные измерения на мультапланар-ной реконструкции были более точными при сравнении с физическими параметрами черепа [12, 16, 18].
Метод комплексного статистического анализа краниометрических данных является адекватным и информативным при изучении степени и характера структурных характеристик взаимосвязей в системе черепа в целом, позволяет выявить закономерности возрастных ана-томометрических изменений и гендерных различий изучаемых структур.
Цель работы: оценить эффективность конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) как метода прижизненной краниометрии в интегративной антропологии.
Материал и методы. Проведены измерения структур черепа по томограммам плановых обследований 120 лиц от 18 до 50 лет, проведённых в НУЗ «Дорожная стоматологическая поликлиника ОАО «РЖД» станции Самара в 2010-2014 годах, полученных с применением конусно-лучевого компьютерного томографа Galileos, фирмы Sirona, с программным обеспечением Galaxis.
Результаты и обсуждение. Известно, что не все краниометрические точки, чётко определяемые на мацерированном черепе, адекватно можно найти на живом. Например, трудно определить на живом человеке верхненосовую точку (назион, n), так как плохо прощупывается лобно-носовой шов. Верхненосовую точку берут на уровне нижнего края внутренних отделов бровей, которая обычно несколько выше реального назиона на черепе [2].
Мы установили, что большая часть краниометрических точек как для мозгового, так и для лицевого отделов черепа хорошо определяются при работе с программой просмотра результатов КЛКТ.
Классические антропометрические точки, визуализируемые при конусно-лучевой томографии у живого человека, используемые нами в краниометрии, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Стандартные краниометрические точки, визуализируемые при конусно-лучевой томографии
Название Обозначение Локализация точки на черепе
1. Akanthion ak на конце передней подносовой ости
2. Alveolare al самая низко расположенная точка верхней челюсти между передними резцами
3. Alveolon alv точка пересечения медианной плоскости с линией, соединяющей задние края альвеолярного отростка верхней челюсти
4. Apertion apt наиболее латеральная точка на краю грушевидного отверстия.
5. Auriculare au на корне скулового отростка височной кости в месте его пересечения с перпендикуляром, восстановленным из середины наружного слухового прохода
6. Dacrion d на внутреннем крае орбиты, в месте соединения лобного отростка верхней челюсти, лобной и слезной костей
Продолжение табл. 1
Название Обозначение Локализация точки на черепе
7. Ectoconchion ek на пересечении наружного края орбиты с линией, проведённой из максилло-фронтальной точки параллельно верхнему краю орбиты и делящей орбиту пополам
8. Ectomolare ekm на внешней стороне альвеолы второго верхнего моляра
9. Endomolare enm на нёбе у внутреннего края альвеолы второго верхнего моляра
10. Frontomalare anterior fma наиболее передняя точка лобно-скулового шва
11. Gonion go на наружной поверхности угла нижней челюсти.
12. Gnathion gn на нижнем крае нижней челюсти по медиальной поверхности
13. Infradentale id на верхней линии альвеолярного края нижней челюсти между средними резцами
14. Maxillofrontale mf на пересечении внутреннего края орбиты (переднего слёзного гребня) с лобно-верхнечелюстным швом.
15. Nasion n верхненосовая точка - место соединения носовых костей с лобной костью на уровне носо-лобного шва.
16. Nasospinale ns у основания spinae nasalis anterior.
17. Orale ol в передней части костного нёба на пересечении линии, идущей по задним краям альвеол средних резцов, со срединной линией
18. Orbitale or самая нижняя точка нижнего края орбиты
19. Pogonion pg наиболее выступающая вперед точка подбородка
20. Porion po на середине верхнего края наружного слухового прохода, глубже аурикулярной точки.
21. Prosthion Pr наиболее передняя точка альвеолярного края верхней челюсти в срединной плоскости (между медиальными резцами).
22. Rhinion rhi на переднем крае носовых костей у шва между ними.
23. Sella s наиболее глубокая точка турецкого седла
24. Subspinale ss в медианной плоскости ниже передней носовой ости (носового шипа).
25. Zygomaxillare zm на нижнем крае скуло-челюстного шва
Предлагаем несколько иллюстраций краниологических точек, выявляемых нами при конусно-лучевой компьютерной томографии (рис. 1-6, 8).
Л GAULEO&Vwwr ля^^ ю ¿412361 Пмн1
PJ&-IHÜKH« : »■ П.'- .'-ЛИ] G~j Пмм 'иг.'!-']' г£ Ц.,
п Г S 1 )\ Л—« ■щ— rhi
V 1
ns У \ ns
al-ig§S-РГ R 5 cm !__ pr
р Jß .
Рис. 1. Краниологические точки, выявляемые по конусно-лучевой компьютерной томографии. Фронтальный и сагиттальный реформаты (срезы), фокусировка перекрестья на основании передней носовой ости (точка и«). Расшифровка обозначений в таблице 1. Окно «МРИ/Радиология»
Рис. 2. Стандартная краниологическая точка, выявляемая по конусно-лучевой компьютерной томографии. Фронтальный и сагиттальный реформаты (срезы), перекрестье на самой нижней точке нижнего края левой орбиты (точка orbitale, or). Окно «MPR/Радиология»
ф GALILEOS Viewer - К^^врн, Ирина Александровна ¡2013-08-22 15:19] - Пл
Рабочее окно Изображение Анализ Вид План Имплвктат Справка
Рис. 3. Краниологические точки, выявляемые по конусно-лучевой компьютерной томографии. Касательный реформат (срез), перекрестье на максилло-фронтальной точке - пересечении внутреннего края орбиты (переднего слёзного гребня) с лобно-челюстным швом (1 - точка ш/); 2 - точка ectoconchion вк; 3 - точка nasospinale т, 4 - точка nasion п (см. табл. 1). Окно «Панорама»
Мы считаем, что стандартную антропологическую точку /ша, (наиболее переднюю точку лобно-скулового шва), при краниометрии на живом по КЛКТ удобнее фокусировать в
центре лобно-скулового шва (рис. 4). При этом доступны для измерений в вертикальном и поперечном направлениях полость носа, нижние и средние носовые раковины, верхнечелюстные пазухи, глазницы.
GALILEOS Viewer - К^к. Людмила Ивановна [2013-10-25 13:061 - План Г g | Д в |
Рабочее окно Изображение Анализ Вид План Имплантат Справка
Рис. 4. Перекрестье сфокусировано в центре левого лобно-скулового шва (точкаfrontomalare anterior, fma). Аксиальный, фронтальный, сагиттальный реформаты (срезы) и 3D модель. 1 - правая глазница; 2 - правая верхнечелюстная пазуха; 3 - полость носа. Окно «MPR/Радиология»
<р GAULEOS Viewer- Wb Ю^^ш [2014-10-29 12:36] - План 1
Рабочее окно Изображение Анализ Вид План Имплантат Справка
Рис. 5. Классические краниологические точки, выявляемые при конусно-лучевой компьютерной томографии. Аксиальный, фронтальный, сагиттальный реформаты (срезы) и 3Б модель. Перекрестье на передней точке альвеолярного края верхней челюсти в срединной плоскости, между медиальными резцами (точка prosthion, рг). Расшифровка обозначений в табл. 1. Окно «МРК/Радиология»
р GALILEOS Viewer - Kf^m^ Ирина Александровна [2013-08-22 15:19] - План 1
Рабочее окно Изображение Анализ Вцц План Ммггланта! Справка
Рис. 6. Перекрестье на корне скулового отростка височной кости (1) в месте его пересечения с перпендикуляром, восстановленным из середины наружного слухового прохода (точка curiculare, аи). Некоторые результаты морфометрии верхнечелюстных (2), клиновидных (3) пазух и полости носа на аксиальном реформате (срезе) конусно-лучевой компьютерной томографии. Окно «MPR/Радиология»
Для повышения точности измерений, получения большего объёма информации и стандартизации проводимой анатомометрии структур черепа на живом человеке, мы предлагаем дополнительные точки, выявляемые при конусно-лучевой компьютерной томографии.
Предлагаемый нами ориентир - точка ds, от лат. dens. Вертикальная линия перекрестья устанавливается вдоль зубовидного отростка второго шейного позвонка, а перекрестье фокусируется чуть выше большого затылочного отверстия (рис. 7). При этом для морфометрии одновременно доступны клиновидная пазуха и полость носа в двух плоскостях, атланто-затылочный, атланто-осевой суставы, лобная пазуха, большое затылочное отверстие, гипо-физарная ямка.
Если на КЛКТ сравнить у одного и того же человека площадь клиновидных пазух и полости носа, попавшие в срез при фокусировке перекрестья на классической краниометрической точке porion, po (рис. 9-А) и при фокусировке перекрестья чуть выше большого затылочного отверстия в точке dens, ds (рис. 9-Б), то больше информации визуализируется во втором случае.
Точка ta, от лат. tuberculum articulare, - предлагаемый нами ориентир, выявляемый на конусно-лучевой компьютерной томографии для стандартизации анатомометрии структур черепа на живом человеке (рис. 10). Перекрестье фокусируется на самой выступающей точке суставного бугорка височной кости (на его «вершине»). При этом доступны для измерений обе верхнечелюстные пазухи, височно-нижнечелюстной сустав, полость носа.
Рассматривая антропометрические особенности как вариант анатомических признаков, можно определить варианты современной анатомической нормы в применении к полу, возрасту, региону проживанию.
Рис. 7. Точка ds, от dens - предлагаемый ориентир, дополнительная точка, выявляемая на конусно-лучевой компьютерной томографии для стандартизации анатомометрии структур черепа на живом человеке. Вертикальная линия перекрестья - вдоль зубовидного отростка второго шейного позвонка (1). Перекрестье чуть выше большого затылочного отверстия. 2 - клиновидная пазуха; 3 - полость атланто-затылочного сустава; 4 - наиболее глубокая точка турецкого седла (точка sella, s); 5 - верхненосовая точка (и); 6 - лобная пазуха. Аксиальный, фронтальный, сагиттальный реформаты (срезы) и 3D модель. Окно «MPR/Радиология»
|~1анорама
4 Окно среза гн
"■ъиШЫ
РО.
ta
Аксиальны* (сверку)
pu.au гтнг
18.55 mm9
Панорама Выровнено по имплантату МРЯ/Радиология
-60*
■ R
Рис. 8. Фокусировка перекрестья в точке рогюп (ро) - на середине верхнего края наружного слухового прохода, глубже аурикулярной точки (4); 1а - «вершина» суставного отростка правой височной кости. 1 - клиновидные пазухи; 2 - правый наружный слуховой проход; 3 - головка нижней челюсти, касательный и аксиальный реформаты (срезы). Окно «Панорама»
Ф GALILEOS Viewer - "шшштШшт На
Рабочее окно Изображение Анализ Вид План Имплантат Справка
Аксиа1ън>й (сверху)
1
Рис. 9-А. Площадь клиновидных пазух (1) и полости носа (2), попавшие в срез при фокусировке перекрестья на точке porion, ро. Аксиальный реформат (срез), окно «МРК/Радиология»
9 GALILEOS Viewer - Т^м^р, Hai
Рабочее окно Изображение Анализ Вид План Имплантат Справка
Аксиальны* (сверху) 1
Фронтагъньй (спереди)
ds
Панорама I Выровнено по имплантату I М PR/Радиология
Рис. 9-Б. Аксиальный срез: левая клиновидная пазуха (1) и ячейки решётчатой кости (2), того же человека, но при фокусировке перекрестья чуть выше большого затылочного отверстия (в точка dens, ds, фронтальный
срез). Окно «MPR/Радиология»
С- IjALILEOSv™cr K^BKf'"« AWKÍiuP»iistÍ(11)«-;íi;:19l Плит " 1 ИИ
Pifio1** икпо HjL-'jpa»,trine r'iwiiu Ска П,чп Ииплипл Cflpliu
Рис. 10. Точка ta, от tuberculum articulare, - предлагаемый ориентир, дополнительная точка, выявляемая на конусно-лучевой компьютерной томографии для стандартизации анатомометрии структур черепа на живом человеке. Перекрестье фокусируется на самой выступающей точке суставного бугорка височной кости (на его «вершине»). 1 - окно среза; 2 - правая головка нижней челюсти на касательном реформате (срезе); 3 - левая верхнечелюстная пазуха, 4 - точка ta, вид сверху (аксиальный реформат). Окно «Панорама»
Заключение. Таким образом, несмотря на большое число анатомических и клинических исследований, многие морфологически и клинически значимые вопросы вариантной анатомии структур черепа требуют уточнения или научного обоснования.
Привлечение конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) в интегративную антропологию обусловлено высокой эффективностью данного метода для прижизненного анализа в кефалометрическом изучении различных отделов головы. Проводимые измерения позволяют анализировать размер, форму, объёмные различия в парных симметричных анатомических структурах черепа.
Данный метод повышает точность полученных параметров до сотых долей миллиметра.
При этом на одном и том же живом объекте, при унифицированной фиксации головы, при сохранённых топографических соотношениях измерения проводятся на компьютере одним исследователем в разных плоскостях как по стандартным антропологическим, так и по дополнительным точкам челюстно-лицевой области, доступным ранее лишь после распилов мацерированных черепов.
Классические краниометрические точки на живом выявляются абсолютно точно, поскольку данная рентгеновская трехмерная диагностика визуализирует как костные структуры, так и швы черепа, что невозможно при обычных измерениях головы живого человека.
Предложенные дополнительные краниометрические точки, ставшие доступными при КЛКТ, значительно повышают информативность и доступность измерения многих показателей по структурам черепа на живом человеке (параметры околоносовых пазух, глазниц, ги-пофизарной ямки, полости носа и др.).
Легко выполнима стандартизация и паспортизация анатомометрического исследования, создание электронной базы данных.
Применение КЛКТ в краниометрических исследованиях экономично, поскольку для получения основного объёма исследуемой выборки может использоваться электронная база контингента лиц после планового стоматологического или ЛОР-обследования данным методом.
Компьютерное программное обеспечение измерений позволяет отказаться от классического краниометрического инструментария (толстотный, скользящий и координантный циркули, гониометр, фиксирующие штативы, краниометр, мандибулометр и т.д.), громоздкого и длительного исследования с привлечением большого количества людей.
Появляется возможность точного определения возрастной динамики изменения структур черепа от детского до пожилого возрастов при повторных исследованиях одного и того же индивидуума.
При использовании возможностей КЛКТ современная прижизненная комплексная оценка изменчивости анатомометрических характеристик черепно-лицевых структур во всех трех плоскостях (челюстей, полости носа, глазниц, околоносовых пазух) дополнится новыми сведениями, что может быть использовано в качестве информационной базы для ряда дисциплин: анатомии человека (медицинской краниологии), нейрохирургии, оториноларингологии, рентгенологии, судебной медицины и патологической анатомии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия: руководство. - М.: Медицина, 1990. - 384 с.
2 Алексеев В.П. Краниометрия: Методика антропологических исследований / В.П. Алексеев, Г.Ф. Дебец. -М.: Наука, 1964. - 128 с.
3 Алешкина О.Ю. Изменчивость углов основания черепа человека и их взаимосвязи / О.Ю. Алешкина, И.А. Алешкина // Морфология. - 2004. - № 4.1. - C. 7-8.
4 Байбаков С.Е., Бахарева Н.С. Морфометрическии анализ мозгового черепа в подростковом и юношеском возрастных периодах // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 5. - Часть 1. - С. 23-28.
5 Бойко Н.В. Диагностические возможности компьютерной томографии околоносовых пазух в саггитальной проекции. / Н.В. Бойко, В.Н. Колесников, Е.А. Писаренко // Российская ринология. - 2005. - № 1. - С. 10-13.
6 Волков П.Ю. Топографо-анатомические особенности придаточных пазух носа и их клиническое значение / П.Ю. Волков, Е.И. Дерябин, С.П. Селякин // Нижегород. мед. журнал. - 2008. - № 2. - С. 213-214.
7 Гайворонский И.В. Вариантная анатомия и морфометрические характеристики клиновидной кости взрослого человека / И.В. Гайворонский, А.А. Яковлева // Вестник Российской Военно-медицинской академии. -2011. - № 3 (35). - С. 146-150.
8 Музурова Л.В. Корреляционный анализ угловых параметров боковых телерентгенограмм молодых женщин г. Саратова с дистальным прикусом / Л.В Музурова // Макро- и микроморфология: сб. науч. тр. - Саратов, 2005. - Вып. 5. - С. 39-40.
9 Пискунов И.С, Емельянова А.Н. Варианты анатомического строения верхнечелюстных пазух по данным рентгеновской компьютерной томографии // Рос. ринология. - 2010. - № 2. - С. 16-19.
10 Farman A.G., Scarfe W.C. Development of imaging selection criteria and procedures should precede cephalometric assessment with cone-beam computed tomography // Am J Orthod Dentofacial Orthop. - 2006. - № 130. - Р. 257-65.
11 Garrett B.J., Caruso J.M., Rungcharassaeng K., Farrage J.R, Kim J.S., Taylor G.D. Skeletal effects to the maxilla after rapid maxillary expansion assessed with cone-beam computed tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2008; 134: 8-9.
12 Harrell W.E. Jr. 3D Diagnosis and treatment planning in orthodontics. Semin in Orthod 2009; 15: 35-41.
13 Kapila S., Conley R.S., Harrell Wе Jr. The current status of cone beam computed tomography imaging in orthodontics. Dentomaxillofac Radiol. 2011; 40:24-34.
14 Leung C.C., Palomo L., Griffith R., Hans M.G. Accuracy and reliability of cone-beam computed tomography for measuring alveolar bone height and detecting bony dehiscences and fenestrations. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010; 137: S109-119.
15 Schendel S.A., Hatcher D. Automated 3-dimensional airway analysis from cone-beam computed tomography data. //J Oral Maxillofac Surg 2010; 68: 696-701.
16 Silva M.A., Wolf U., Heinicke F, Bumann A., Visser H., Hirsch E. Cone-beam computed tomography for routine orthodontic treatment planning: a radiation dose evaluation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2008; 133: 640 el-5.
17 Stammberger H. Variations of the paranasal sinuses in Melanesians as observed by СТ/ H; Stammberger, G;Wolf AML Rbbinson; D; Donlon, H; Harrison // J. Rhinology. 2010. - Vol 48, №T. - P. 11-17.
18 Stratemann S.A., Huang J.C, Maki K., Miller A.J, Hatcher D.C. Comparison of cone beam computed tomography imaging with physical measures. Dentomaxillofac Radiol 2008; 37: 80-93.
Статья принята в печать 27 февраля 2015 г.
Рецензент Поляруш Н.Ф., доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой клинической медицины последипломного образования Медицинского университета «Реавиз».
УДК 616-091
© 2016 А.Ю. Кириллов
ОСОБЕННОСТИ СВЕРЛЕНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОСТЕЙ СВОДА ЧЕРЕПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА И ОСТРОТЫ СВЕРЛА
Проведено визуальное и стереомикроскопическое исследование сверленых повреждений костей свода черепа. Установлены морфологические признаки сверленых повреждений костей черепа, и отличительные особенности, позволяющие определять диаметр, назначение, угол введения сверла, а также дифференцировать повреждения по степени остроты сверла.
Ключевые слова: сверленые повреждения, морфологические признаки, дырчатый перелом, тип и острота сверла.
Известно, что сверление является разновидностью обработки твердых материалов резанием. По мнению [2] сверление - процесс закрытого резания материала сверлом. Сверло -осевой режущий инструмент для образования отверстий в сплошном материале при главном вращательном движении резания Бг и движения подачи Бб в направлении оси вращения, которая может выполняться либо сверлом, либо заготовкой (рис. 1).
Рис. 1. Процесс резания сверлением: Бг - главное вращательное движение резания; Бб - движение подачи; Уб - скорость подачи; V - скорость движения резания (по Короткову В.И., 2003)
Сверла бывают различных видов: спиральные, с прямыми канавками, перовое, специальное, однокромочное с внутренним отводом стружки для глубокого сверления, двухкро-мочное для глубокого сверления, для кольцевого сверления, центровочное, которые изготав-
