Способ оценки качества протезирования зубов путем фонетического контроля

Изобретение относится к стоматологии и может быть использовано при оценке качества зубного протезирования. Осуществляют запись произношения буквы "С" после протезирования, спектральный анализ записи, выделение спектра звука «С» и построение кривой изменения его амплитуды от частоты. Измеряют площадь под полученной кривой на участке от 5000 до 10000 Гц и сравнивают ее с площадью под всей кривой. Качество протезирования оценивают как хорошее, если отношение площадей составляет величину не менее 0,5. При отношении площадей в пределах 0,5-0,3 качество протезирования оценивают как удовлетворительное. При отношении площадей ниже 0,3 качество протезирования оценивают как неудовлетворительное. Способ позволяет расширить функциональные возможности методов исследований фонетического контроля за счет формирования объективных оценок качества зубного протезирования и использования спектрального анализа, а также улучшает произнесение звука “С”, что является оптимальным клиническим методом определения центрального соотношения челюстей и положения передних искусственных зубов. 9 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к стоматологии и может быть использовано при оценке качества протезирования.

Традиционно лечебные мероприятия по зубному протезированию направлены на восстановление эстетической и функциональной составляющих жевательного аппарата и лица. Жалобы пациентов на нарушение звукопроизношения после протезирования чаще всего игнорируются врачами-стоматологами-ортопедами в расчете на постепенную самопроизвольную адаптацию дикции. Хотя, быстрая нормализация фонетики является одним из основополагающих критериев высокого качества ортопедической стоматологической помощи.

Вопрос фонетического контроля изучается достаточно давно как отечественными, так и зарубежными учеными. Тем не менее, этот раздел ортопедической стоматологии до сих пор мало продуктивен.

В работе Ghi H, McGivney GP, J Prosthet Dent. 1979 Dec; 42(6): 609-13, исследовано влияние проприоцепции зуба на речевой акт. Установлено, что она влияет на правильность движений языка у пациентов в момент произношения ими звука «с». Также в этот момент наблюдалось снижение частоты формант.

Более подробно исследование Hörschgen J, Wisser W, Berger R, Lotzmann U., опубликованное в Folia Phoniatr Logop. 2004 May-Jun; 56(3): 144-5, «Abteilung for zahnдrztliche Prothetik, Medizinisches Zentrum for Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Philipps-Universitдt Marburg, Marburg, Deutschland» (Влияние основных креплений в частичном зубном протезе на голосообразование: инструментальный анализ речи).

После наложения съемных зубных протезов с целью замещения частичной потери зубов сильно изменяется голосообразование за счет факторов, влияние многих из которых полностью не было раскрыто. Целью данного исследования было изучение влияния различных элементов конструкций нижнечелюстных и верхнечелюстных частичных протезов на формировании взрывных, носовых, а также фрикативных звуков. С помощью компьютеризированного частотного анализа, проведенного по принципу быстрого преобразования Фурье, была продемонстрирована разница в голосообразовании в зависимости от конструкции зубного протеза. Данное исследование также позволило оценить влияние подъязычной дуги на голосообразование. Результаты данного исследования могут применяться при планировании стоматологического лечения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу можно считать «Способ контроля восстановления речи у больных со съемными протезами» по патенту РФ №234510, опубл. 10.02.2009 г. Способ включает следующие операции: запись на цифровой носитель звучания каждой буквы алфавита, произносимой пациентом в различные сроки после протезирования, и графическое изображение записи, показывающее амплитуду и частоту колебаний. Путем сравнения записей между собой на этапах проводимого исследования, а также с эталоном аудио- и графической записи произносимых букв осуществляют контроль восстановления речи.

Все перечисленные выше исследования направлены на изучение методов влияния зубных протезов при формировании звуков, однако в них отсутствует методика объективной и количественной оценки качества протезирования.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей известных методов исследований фонетического контроля за счет формирования объективных количественных оценок качества протезирования.

Для достижения указанного результата способ оценки качества протезирования зубов путем фонетического контроля, включающий запись произношения буквы "С" после протезирования, спектральный анализ записи, выделение спектра звука «С», вычисление накопленного спектра мощности звука «С» с построением кривой изменения его амплитуды от частоты, дополняют операциями, позволяющими оценить качество протезирования. Для этого измеряют площадь под полученной кривой на участке от 5000 до 10000 Гц и сравнивают ее с площадью под всей кривой, качество протезирования оценивают как хорошее, если отношение площадей составляет величину не менее 0,5, при отношении площадей в пределах 0,5-0,3 качество протезирования оценивают как удовлетворительное, при отношении площадей ниже 0,3 качество протезирования оценивают как неудовлетворительное.

Введение новых операций при фонетическом исследовании звукообразования после протезирования позволило делать объективную оценку в относительных единицах измерения качества протезирования зубов.

Как показали результаты исследований, приведенные в перечисленных выше работах, наиболее значимые с ортопедической точки зрения являются нарушения произношения таких звуков, как «С, В, Ф». По способу своего образования, они относятся к щелевым (фрикативным) звукам. Наиболее эффективным методом исследования процесса звукообразования является спектрограмма речи - это визуальное отображение речи как функции времени (горизонтальная ось), частоты (вертикальная ось) и энергии голоса (контрастность, цвет).

Для выявления причин нарушения звукопроизношения у пациентов с разными зубными протезами был обследован 81 пациент (39 муж., 42 жен.) в возрасте от 35 до 79 лет. Среди них - 49 исследуемых с ортогнатическим прикусом и интактными зубными рядами (I группа), 32 больных с дефектами звукопроизношения (II группа).

Для изучения нарушений звукопроизношения проводили запись произносимых пациентом фраз. Для каждого пациента подбирали не менее пяти фонетически сбалансированных фраз, отражающих особенности проявления конкретного дефекта звукопроизношения в различных фонетических позициях. Запись проводили с помощью гарнитуры, подключенной к диктофону «Гном 2М» (изготовитель - ООО «Центр Речевых Технологий»), в условиях максимальной тишины, без посторонних звуков. Для этого использовали маленькое помещение, не имеющее «гудящих» ламп освещения, вентиляторов, кондиционеров, радио-, оргтехники, различных стуков (импульсных помех), при плотно закрытых окнах и дверях, при выключенных мобильных телефонах пациента и врача.

Полученные таким образом наборы звуков исследовали методами спектрального анализа. Исследования проводились до и после протезирования, результаты сравнивали с использованием статистических методов.

Ниже представлены спектрограммы фразы, характеризующей произношение звука «С», например, фразы «Покусывая ус, Тарас смотрел на сына» (до и после ортопедического лечения), рис. 1, 2. Вертикальной осью спектрограммы является шкала частот, горизонтальной - время. Вертикальные полосы вызваны открытием и закрытием голосовых складок в процессе фонации. Наиболее темные горизонтальные полосы частот показывают спектральные максимумы, соответствующие вокальным резонансам, и называются «формантами».

Из анализа рис. 1 (спектрограммы фразы «Покусывая ус, Тарас смотрел на сына», произносимой до протезирования) следует, что наблюдалось увеличение амплитуды в высокочастотной области, лежащее в зоне 3-5 кГц. Основные спектральные максимумы были сосредоточены на частотах 4-5 кГц, высота голоса распространялась выше 7 кГц.

После протезирования (рис. 2) на спектрограмме этой же фразы звук «С» в слове «покусывая» определяется в резком увеличении амплитуды в высокочастотной области с 3 до 7 кГц. Спектральные максимумы при этом были расположены в диапазоне 3-4; 6 кГц. Высота голоса достигала при указанных параметрах 6,5 кГц.

Таким образом, качественное протезирование способствует улучшению произнесения звука «С». Об этом свидетельствуют показания спектрального анализа. Причем у обследуемых объективно происходит равномерное прохождение широкой, плоской струи воздуха между передними верхними и нижними зубами. Кроме того, при произнесении звука «С» режущие края верхних и нижних передних зубов соприкасаются и выравнивается срединная линия зубных рядов. Фонетическая проба с использованием этого звука является наиболее оптимальным клиническим методом определения центрального соотношения челюстей, а также положения передних искусственных зубов, поэтому принято было использовать ее в дальнейшем для количественной оценки качества протезирования.

Для количественной оценки результатов исследований были использованы статистические методы обработки спектрограммы. Из спектрограммы фразы вырезают букву «С». Для этого в звуковом редакторе (напр. Adobe Audition) прослушивают фразу, выделяют курсором мыши участки, не соответствующие звуку «С», и удаляют их. В результате на экране остаются сигналы только звука «С».

Из полученного сигнала с помощью известных процедур спектрального анализа получают кривую, характеризующую накопленный спектр мощности звука «С» (см., например, книгу С.Л. Марпл-мл. "Цифровой спектральный анализ и его приложения", М., Мир. 1990.). Кривая накопленного спектра мощности звука «С» выполнена в двух координатах: по оси X - частота, по оси Y - амплитуда (рис. 3 и 4).

Спектральная плотность мощности (СПМ) в физике и обработке сигналов - функция, описывающее распределение мощности сигнала в зависимости от частоты, то есть мощность, приходящаяся на единичный интервал частоты.

Далее вычисляют площадь S под такой кривой известным методом прямоугольников.

На рис. 3 изображен накопленный спектр мощности звука «С» до и после лечения. Основная мощность до лечения сосредоточена в диапазонах от 0 до 500 Гц и от 3000 до 4500 Гц, т.е. она расположена преимущественно в низкочастотной и среднечастотных областях. После лечения происходит перераспределение мощности звука в высокочастотную область в диапазоне от 5000 Гц и выше. Таким образом, в низкочастотной и среднечастотных областях мощности больше до лечения, а после лечения - в высокочастотной.

На графике рис. 3 видно, что показатели мощности в высокочастотной области (выше 5000 Гц) у пациентов после лечения приблизились к норме (особенно в интервале - 6598-8334 Гц). Кроме того, низкочастотные колебания для звука «С» после лечения имеют тенденцию к нормализации. Это можно объяснить тем, что протезирование способствует более правильному, чем при потере зубов, распределению воздушного потока в ротовой полости.

При рассмотрении мягкого звука «С» (рис. 4) до лечения наблюдается похожая картина: основная мощность сосредоточена в диапазоне от 0-700 Гц, 4000-4200 Гц, то есть в низкочастотной и среднечастотной областях. На этих участках наблюдается более высокая мощность по сравнению с аналогичным участком после лечения. После лечения возникает увеличение мощности в высокочастотной области, а именно в интервале 5700-10000 Гц. В этом же диапазоне частот у пациентов до лечения мощность меньше.

Анализ результатов приведенных выше исследований позволил не только на слух, но и количественно оценить качество протезирования. Для этого из площади под кривой накопленного спектра мощности буквы «С» после протезирования (сплошная линия на рис. 3) выделяют участок площади от 5000 до 10000 Гц и сравнивают его со всей площадью под кривой. Если площадь выбранного участка не меньше 0,5 от всей площади под кривой, качество протезирования оценивают как хорошее. При значениях этой площади от 0,3 до 0,5 работа по протезированию оценивается как удовлетворительная, а при значениях площади меньше 0,3 - плохая.

Для подтверждения результатов были также исследованы звуки «В» и «Ф», т.к. их часто используют в качестве фонетических проб (рис. 5 и 6). При клиническом осмотре результатов протезирования проверяется соприкосновение режущих краев верхних центральных зубов на границе с нижней красной каймой. Это соприкосновение является одним из ориентиров, который показывает, в правильном ли функциональном положении находятся верхние центральные резцы по отношению к нижним и гармонично ли при этом они вписываются в эстетический профиль лица.

Итак, при анализе проведенных спектрометрических исследований у 49 пациентов с ортогнатическим прикусом и интактными зубными рядами (I группа) обнаружено, что основная мощность звука «С» сосредоточена в высокочастотной области; звук «Ф» - среднечастотной области (рис. 5); звук «В» - низкочастотной области (рис. 6).

При анализе спектрограмм II группы до лечения у 29 (35,8%) человека определялось увеличение мощности в низко- и среднечастотных областях. Ортопедическое лечение у 24 (29,6%) пациентов приводило к увеличению мощности звука «С» в высокочастотной области (рис. 3, 4).

При анализе среднего спектра мощности звука «Ф» до лечения наблюдается повышение амплитуды в низкочастотной области (до 700 Гц), после лечения происходит небольшое уменьшение последней. Кроме того, возникает увеличение мощности в высокочастотной областях по сравнению с аналогичными показателями у пациентов I группы нормы. Мощность звука «Ф» пациентов I группы в основном расположена в среднечастотной области, в диапазоне 2000-4000 Гц. Здесь заметно ее увеличение в сравнении с аналогичными показателями пациентов II группы (рис. 5).

При рассмотрении среднего спектра мощности звука «В» все три графика почти одинаковы (до лечения, после лечения и среднее значение нормы), (рис. 6). Различие заключается в незначительном увеличении мощности в низкочастотной области у пациентов II группы по сравнению с параметрами нормы представителей I группы. Все остальные показатели сливаются в одну кривую линию. На наш взгляд, произношение звука «В» после протезирования становилось несколько звонче, чем до протезирования. И этот факт можно оценить только аудитивно, то есть «на слух».

В противоположность звукам «С», «Ф» (рис. 3-5), спектрограммы звука «В» показывают, что значимого отличия спектров до и после лечения не наблюдается.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет расширить функциональные возможности спектрометрического исследования звука и, кроме достаточно объективного анализа результатов проведенного протезирования зубов, оценить как качественные, так и количественные характеристики этого лечения.

Предлагаемый способ эффективен на разных этапах протетического лечения.

Ниже приведены примеры оценки качества протезирования предлагаемым методом.

Пример 1. Больная К., 1954 года рождения, явилась в клинику с жалобами на затрудненное пережевывание пищи, подвижность зубов, неприятный запах изо рта, плохое произношение шипящих звуков. Последний раз протезировалась 15 лет назад.

При первичном внешнем осмотре лица отмечается незначительное уменьшение нижнего отдела лица, опущение углов рта, углубление носогубных и подбородочных складок.

По данным осмотра полости рта определено, что на верхней челюсти 16, 15, 27 зубы, восстановленные штампованными коронками, имеют патологическую подвижность 3-4 степени. На верхнюю челюсть наложен частичный съемный акриловый протез, нижний зубной ряд замещен штамповано - паяным мостовидным протезом с опорой на 47, 45, 33, 36 зубы и отдельно стоящим 38 зубом, под объемной пломбой с нарушением краевого прилегания и с патологической подвижностью 2-3 степени тяжести. Также определялись зубодесневые карманы в области указанных зубов.

Диагноз: Хронический генерализованный пародонтит, осложненный травматической окклюзией.

Лечение: Была проведена реабилитация больной К., а именно осуществлена санация полости рта (удаление 16, 15, 27, 38, 36, 33, 45, 47 зубов), восстановлена оптимальная межальвеолярная высота и нижняя часть лица путем применения армированных акриловых полных съемных протезов, фиксированных на четырех имплантатах на верхней и нижней челюстях, и, как следствие, было улучшено звукопроизношение. Результаты лечения представлены на графике (рис. 7), на котором видно, что отношение площади под кривой на участке 5000-10000 Гц больше 0,5, а именно 0,51. Поэтому качество протезирования следует признать хорошим, что подтверждается и улучшением звукопроизношения данного пациента.

Пример 2. Больная Б., 1942 года рождения, обратилась в клинику на неудовлетворительную фиксацию старых полных съемных протезов, плохое произношение некоторых звуков.

Из анамнеза: протезировалась более 10 лет назад.

Объективно: На верхней и нижней челюстях имеются полные съемные протезы с неудовлетворительной фиксацией. Жевательная поверхность зубных рядов не имеет правильной анатомической формы вследствие стертости жевательных бугорков искусственных зубов. При произнесении основных фонетически значимых звуков, таких как «с», «в», «ф», отмечался некий посторонний шум, посвистывание, невнятность речи.

Диагноз: Полная потеря зубов на верхней и нижней челюстях

Лечение: После протезирования новыми полными съемными конструкциями было проведено фонетическое исследование произношения звука «С». Пациентке предложили произнести несколько фраз со звуком «С» в микрофон диктофона. Затем с помощью специальных программ определено, что результат протезирования удовлетворителен, так как отношение площадей под кривой на участке 5000-10000 Гц определяется меньше 0,5, но больше 0,3, а именно 0,465. Произношение улучшилось, но остались недостатки при прослушивании фраз со звуком «С» аудитивно, которые выражались в появлении редких дефектов речи в виде шума, посвистывания и др., рис. 8.

Пример 3. Пациент С., 1962 г. р., обратился с жалобами на потерю зубов на верхней и нижней челюстях, невозможность пережевывания пищи. Из анамнеза: более двух лет назад потеря зубов произошла вследствие хронического генерализованного пародонтита. Протезирование ранее никогда не проводилось.

При внешнем осмотре лица отмечалось уменьшение нижнего отдела лица, опущение углов рта, углубление носогубных и подбородочных складок.

При осмотре полости рта определяется мезиальный тип соотношения так называемая «старческая прогения». На верхней челюсти наблюдается высокая альвеолярная часть, высокие альвеолярные бугры, выраженный свод неба и высокое расположение переходной складки. Небный торус имеет эллипсоидную форму. Нижняя челюсть неравномерно атрофирована, форма вестибулярного ската гребня отлогая, в переднем отделе - альвеолярная часть заостренная. В боковых отделах между косой и челюстно-подъязычной линиями имеются плоские, почти вогнутые поверхности, свободные от точек прикрепления мышц. Слизистые бугорки плотные, неподвижные.

Диагноз: полная потеря зубов, верхняя микрогнатия, нижняя макрогнатия, атрофия верхней челюсти 1 типа по Оксману, неравномерная атрофия нижней челюсти 4 типа по Оксману.

Лечение: пациент протезирован акриловыми полными съемными конструкциями для верхней и нижней челюстей. На рис. 9 представлена количественная оценка протезирования, где отношение площадей под кривой в интервале от 5000 до 10000 Гц равно 0,292, что можно считать неудовлетворительным результатом. Это может быть связано с рядом различных причин, а именно с ошибками, совершенными на одном из клинических или лабораторных этапов протезирования (при определении центрального соотношения челюстей и межальвеолярной высоты, постановке искусственных зубов и выборе их наклона и др.).

Способ оценки качества протезирования зубов путем фонетического контроля, включающий запись произношения буквы "С" после протезирования, спектральный анализ записи, выделение спектра звука «С» и построение кривой изменения его амплитуды от частоты, отличающийся тем, что измеряют площадь под полученной кривой на участке от 5000 до 10000 Гц и сравнивают ее с площадью под всей кривой, качество протезирования оценивают как хорошее, если отношение площадей составляет величину не менее 0,5, при отношении площадей в пределах 0,5-0,3 качество протезирования оценивают как удовлетворительное, при отношении площадей ниже 0,3 качество протезирования оценивают как неудовлетворительное.