Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба и компьютер



Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба и компьютер
Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба и компьютер
Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба и компьютер
Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба и компьютер

 


Владельцы патента RU 2605515:

МЕЙЕФЕР АНСТРЮМАН ХОЛДИНГ САРЛ (CH)
Дентсплай Имплантс НВ (BE)

Группа изобретений относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначена для использования при лечении корневого канала зуба. Посредством объединения, по меньшей мере, одного черно-белого двумерного изображения указанного зуба и/или информации о поверхности, по меньшей мере, интраорально видимой части зуба со статистической параметризованной геометрической моделью зуба создают трехмерную модель зуба пациента, подлежащего лечению, включающая пульпарную камеру и корневые каналы, Это позволяет выполнять проектирование и/или моделирование лечения одного или нескольких корневых каналов в трехмерной модели зуба пациента и предоставлять стоматологу качественную и/или количественную информацию, позволяющую адекватно оценивать риски, связанные с лечением корневых каналов с применением предложенных или выбранных пользователем эндодонтических средств. Изобретения позволяют спроектировать лечение корневого канала. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству трехмерного (3D) проектирования лечения корневого канала зуба пациента, а также к компьютеру, предназначенному для указанных способа и устройства.

Уровень техники

Лечение корневых каналов является сохраняющим зуб пациента лечением, при котором устраняются инфекционные поражения зуба, очищенный зуб защищается от возможной инфекции в будущем, и, если необходимо, выполняется восстановление коронки зуба, как с применением, так и без применения штифта. В процессе лечения корневые каналы, которые содержат главным образом нервную ткань и кровеносные сосуды, очищаются, формируются, освобождаются от загрязнений и затем заполняются инертным наполнителем, например, гуттаперчей. В случаях, когда сохранившаяся структура зуба не дает возможности обеспечить надлежащую реконструкцию зубной коронки, в один из корневых каналов устанавливается штифт из металла или стекловолокна, и создается дентальная вкладка, обеспечивающая крепление для ортопедической конструкции (то есть коронки).

Лечение корневых каналов может оказаться неудачным или приводить к осложнениям по ряду причин, например из-за недостаточной очистки корневых каналов, частичного заполнения корневых каналов, оставления некоторых каналов необработанными (так как они были пропущены стоматологом), перфорации корня зуба или перелома инструмента (пульпоэкстрактора) при формировании каналов, возникновения трещин корня зуба и т.д.

Согласно литературе, применение трехмерных (3D)представлений для оценки состояния зуба может снизить риск осложнений при лечении корневых каналов. Например, для решения вопросов эндодонтического лечения может применяться конусно-лучевая компьютерная томография при обследовании, оценке состояния истинных размеров, степени, характера и местонахождения периапикальных и резорбтивных очагов, а также при обследовании и определении анатомии корневых каналов, трещин корня зуба и характера альвеолярной топографии кости, окружающей зуб, а также при планировании эндодонтических операций (см. "Новые измерения в эндодонтической визуализации. Часть 2. Конусно-лучевая компьютерная томография". International Endodontic Journal, 42, 463-75, 2009). Конусно-лучевая компьютерная томография обеспечивает более разносторонние диагностические данные по сравнению с интраоральной рентгенографией и, следовательно, более точные диагноз и наблюдение, а поэтому способствует улучшению решения эндодонтических проблем.

Компьютерная микротомография применялась в научно-исследовательском плане на извлеченных зубах для трехмерной (3D) реконструкции и оценки состояния зуба и морфологии корневых каналов при эндодонтических исследованиях (см. "Основы применения трехмерных (3D) реконструкций и измерений в эндодонтических исследованиях", Yuan Gao, Ove A. Peters, Hongkun Wu, Xuedong Zhou, J Endod 2009; 35:269-274). Реконструировались внутренняя и наружная анатомия зуба и определялись размеры корневого канала и корневого дентина. Размеры корневых каналов рассчитывались сначала с помощью определения средней линии корневого канала и затем через вычисление расстояний от средней линии до поверхности корневого канала. Указанные расстояния далее визуализировались с помощью цветового кода (условных цветов) на поверхности корневого канала. Минимальное расстояние от внешней поверхности корня до поверхности корневого канала также рассчитывалось и визуализировалось с помощью условных цветов. Затем выполнялась оценка подготовки корневого канала, для чего сравнивались изображения, относящиеся к состояниям зуба до и после его подготовки. В обоих наборах изображений корневой канал сегментировался и визуализировался в трехмерной плоскости (в 3D) для выявления изменений формы канала, а именно количества дентина, удаленного при подготовке канала. Кроме того, оказалось возможным оценивать риск перфорации при удалении сломанного инструмента. После компьютерного моделирования процесса удаления сломанного инструмента с помощью определяемого пользователем трепана/трефина производился анализ оставшейся толщины корня, что позволяло оценить риск его перфорации.

В неопубликованной патентной заявка Великобритании №1108002, под названием "Способ и системадля определения формы окклюзионной полости доступа при эндодонтическом лечении" раскрывается применение компьютерной трехмерной (3D) модели зуба, включающей полость пульпы, или пульпарную камеру, и корневые каналы, для определения оптимальной формы и геометрии окклюзионной полости доступа к корню зуба перед фактическим лечением корневых каналов.

Хотя формально и сообщалось о применении трехмерных (3D) представлений (образов) и трехмерных (3D) моделей при подготовке лечения корневых каналов, фактически в опубликованных материалах, относящихся к предшествующему уровню техники, не предлагаются способы, применимые в обычной клинической практике. В настоящее время технология конусно-лучевой компьютерной томографии не обеспечивает разрешающей способности изображения, требуемой для проектирования лечения корневых каналов, так как корневые каналы часто едва различимы (если вообще различимы) в изображении на фоне шума. Даже в тех случаях, когда корневые каналы различимы, надежность измерений, выполняемых на основе таких изображений, например измерений размеров канала, недостаточна для того, чтобы дать какие-либо дополнительные преимущества при проектировании клинического вмешательства. Кроме того, дозы облучения, требуемые для получения изображений при конусно-лучевой компьютерной томографии, могут значительно превышать дозы облучения при традиционной рентгенографии, что увеличивает потенциальный риск для здоровья пациента, а поэтому данный способ признается в настоящее время неудовлетворительным для большинства случаев, когда имеются показания к эндодонтическому лечению. Компьютерная микротомография является еще менее подходящей для практического применения, так как в настоящее время отсутствует коммерчески доступное оборудование для получения микротомографических изображений зубов пациентов, а также в связи с тем, что поле зрения слишком ограничено, требуемые дозы облучения слишком высоки, а получение данных занимает слишком много времени. Компьютерная микротомография в настоящее время применяется в исследовательских целях только при исследованиях на извлеченных зубах и на специальных установках.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа и устройства трехмерного (3D) проектирования лечения корневого канала зуба. Варианты осуществления настоящего изобретения предназначены для решения одной или нескольких из вышеупомянутых проблем и заключаются в создании способа и устройства, позволяющие стоматологу более точно спроектировать первичное лечение корневого канала и/или повторной обработки корневого канала. Одной особенностью настоящего изобретения является использование моделирования для качественной и/или количественной оценки рисков, связанных с лечением.

Существенное преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что в зависимости от конкретного случая или конкретного пациента может быть выполнено индивидуальное трехмерное (3D) проектирование лечения без применения способов отображения, подвергающих пациента дозам облучения, превосходящим обычные при рентгенографии, с сохранением возможности получать детальную информацию относительно анатомических характеристик зубов.

Другой особенностью настоящего изобретения является то, что компьютерная трехмерная (3D) модель зуба пациента, включающая пульпарную камеру и корневые каналы, создается путем объединения по меньшей мере одного двумерного (2D) изображения зуба в градациях серого цвета (далее - "черно-белого" изображения) и/или информации о поверхности по меньшей мере одной интраорально видимой части зуба со статистической параметризованной геометрической моделью того же типа зуба (например, верхних или нижних резцов, клыков, премоляров, моляров), что и подлежащий лечению зуб пациента.

Еще одна особенность настоящего изобретения состоит в том, что заявляемые способ и устройство позволяют проводить проектирование и/или моделирование лечения одного или нескольких корневых каналов на компьютерной трехмерной (3D) модели зуба пациента, и что устройство предоставляет стоматологу качественную и/или количественную информацию, позволяющую проводить адекватный анализ рисков, связанных с лечением (обработкой) корневых каналов предложенными или выбранными пользователем эндодонтическими инструментами.

Таким образом, важное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно помогает стоматологу в выборе оптимальных инструментов для лечения корневых каналов еще до процесса лечения.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности проектирования лечения корневых каналов зуба с одновременным повышением точности лечения на основе проведенного проектирования.

Для достижения указанного выше технического результата предложен способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, включающий генерирование и визуализирование трехмерной модели залечиваемого зуба посредством объединения по меньшей мере одной части индивидуальной цифровой информации о зубе со статистической параметризованной геометрической моделью каждого типа зуба, проектирование и/или моделирование лечения корневого канала на сгенерированной трехмерной модели зуба, прием качественных и/или количественных данных обратной связи относительно результатов проектируемого или моделируемого лечения на трехмерной модели и выбор или определение оптимального подхода к лечению корневого канала.

В частном случае осуществления указанного способа в трехмерную модель могут включать пульпарную камеру и корневые каналы.

В частном случае осуществления указанного способа тип зуба могут выбирать из следующих типов: верхние или нижние резцы, клыки, премоляры и моляры.

В частном случае осуществления указанного способа трехмерную модель могут получать по черно-белым двумерным изображениям зуба пациента и по трехмерной информации о поверхности интраорально видимой части зуба пациента.

В частном случае осуществления указанного способа черно-белые двумерные изображения, трехмерную информацию и статистическую параметризованную геометрическую модель каждого типа зуба могут загружать в компьютерную систему.

Для достижения указанного выше технического результата также предложено устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, характеризующееся выполнением в виде по меньшей мере одной компьютерной системы и включающее блок генерирования и визуализирования трехмерной модели залечиваемого зуба, выполненный с возможностью объединения по меньшей мере одной части индивидуальной цифровой информации о зубе со статистической параметризованной геометрической моделью каждого типа зуба, блок проектирования и/или моделирования лечения корневого канала на сгенерированной трехмерной модели зуба, блок приема качественных и/или количественных данных обратной связи относительно результатов проектируемого или моделируемого лечения на трехмерной модели и блок выбора или определения оптимального подхода к лечению корневого канала.

В частном случае осуществления указанного устройства трехмерная модель может включать пульпарную камеру и корневые каналы.

В частном случае осуществления указанного устройства тип зуба может быть выбран из следующих типов: верхние или нижние резцы, клыки, премоляры и моляры.

В частном случае осуществления указанного устройства оно может включать средства получения трехмерной модели, выполненные с возможностью ее получения по черно-белым двумерным изображениям зуба пациента и по трехмерной информации о поверхности интраорально видимой части зуба пациента.

В частном случае осуществления указанного устройства оно может включать средства загрузки в компьютерную систему черно-белых двумерных изображений, трехмерной информации и статистической параметризованной геометрической модели каждого типа зуба.

Для достижения указанного выше технического результата также предложено устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, характеризующееся выполнением в виде по меньшей мере одной компьютерной системы и включающее блок генерирования и визуализирования трехмерной модели залечиваемого зуба, выполненный с возможностью объединения по меньшей мере одной части индивидуальной цифровой информации о зубе со статистической параметризованной геометрической моделью каждого типа зуба, блок генерирования и визуализирования восстановления смоделированного зуба, выполненный с возможностью интеграции указанного восстановления в трехмерную модель зуба посредством введения изображения слепка зуба или посредством выбора, позиционирования и регулировки коронки из набора коронок или посредством введения зеркального отражения коронки симметричного зуба пациента или посредством использования статистической параметризованной геометрической модели для корректировки коронки с учетом расположения соседних зубов или любым другим образом, автоматический или неавтоматический блок выбора наиболее подходящего штифта из набора штифтов и позиционирования штифта в трехмерную модель зуба и блок приема количественных данных обратной связи о доступной толщине коронки и других анатомических особенностей для оценки риска возникновения трещины коронки или других клинических рисков.

В частном случае осуществления указанного устройства оно может включать экспертный блок, выполненный с возможностью учета всех необходимых параметров и с возможностью предложения клинически подходящих размеров и расположения штифта для каждого конкретного случая.

В частном случае осуществления указанного устройства необходимые параметры могут быть выбраны из любых данных об анатомии корней, о коронке, о прочности зуба, содержащего штифт.

В частном случае осуществления указанного устройства тип зуба может быть выбран из следующих типов: верхние или нижние резцы, клыки, премоляры и моляры.

В частном случае осуществления указанного устройства экспертный блок может включать набор применяемых в клинической практике правил или статистическую модель, сгенерированную посредством ретроспективного анализа случаев успешного лечения, или эвристику любого типа.

Для достижения указанного выше технического результата также предложен способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, включающий генерирование и визуализирование восстановления смоделированного зуба и его интеграцию с трехмерную модель зуба посредством введения изображения слепка зуба или посредством выбора, позиционирования и регулирования коронки из набора коронок или посредством введения зеркального отражения коронки симметричного зуба пациента или посредством использования статистической параметризованной геометрической модели для корректировки коронки с учетом расположения соседних зубов или любым другим образом, автоматический или неавтоматический выбор и позиционирование наиболее подходящего штифта из набора штифтов в трехмерную модель зуба и прием количественных данных обратной связи о доступной толщине коронки и других анатомических особенностей для оценки риска возникновения трещины коронки или других клинических рисков.

Для достижения указанного выше технического результата также предложен компьютер, включающий вышеуказанные устройства трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба.

Для достижения указанного выше технического результата также предложен машиночитаемый носитель информации, включающий вышеуказанные устройства трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба.

Все особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего далее подробного описания, в котором используются ссылки на следующие сопровождающие чертежи.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлена блок-схема, на которой приведены входные данные и различные шаги заявляемого способа трехмерного (3D) проектирования лечения корневого канала зуба, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;

На Фиг. 2 представлено устройство и компьютер для трехмерного (3D) проектирования лечения корневого канала зуба, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;

На Фиг. 3 представлен пример черно-белого двумерного (2D) изображения зуба пациента;

На Фиг. 4 и 5 представлены примеры трехмерной (3D) информации о поверхности интраорально видимой части зуба пациента, полученной посредством оптического сканирования гипсовой модели зубного ряда пациента;

На Фиг. 6 представлен пример трехмерной (3D) модели зуба пациента, включающей пульпарную камеру и корневые каналы.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение будет раскрыто ниже для конкретных вариантов его осуществления со ссылками на соответствующие чертежи, однако настоящее изобретение этим не ограничивается, а ограничивается только формулой изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением первый шаг способа проектирования лечения корневых каналов зуба состоит в генерировании и визуализировании трехмерной модели зуба пациента с пульпарной камерой и корневыми каналами. Поэтому настоящее изобретение также раскрывает по меньшей мере компьютер, включающий устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба.

На Фиг. 3-5 представлена трехмерная модель зуба с пульпарной камерой и корневыми каналами, сгенерированная посредством объединения трехмерного образа коронки и одной или нескольких двумерных рентгенограмм зуба. Таким образом оцифровывается трехмерная информация о коронке соответствующего зуба. Это может быть выполнено с применением различных способов, например посредством использования обычного слепка зубного ряда пациента.

Негативный оттиск используется для получения позитивного оттиска, например, с помощью заполнения модели гипсом или другим подходящим материалом, затем снимается и оцифровывается трехмерная информация о поверхности этого оттиска, например, с помощью оптического сканера или способов, применяемых в компьютерной томографии (например, с помощью сканера для компьютерной микротомографии, сканера для конусно-лучевой компьютерной томографии и т.д.). Альтернативно, чтобы получить детальную трехмерную информацию о поверхности, можно использовать непосредственно негативный оттиск, например, применяя сканирование. В другом случае информация о коронке зуба оцифровывается при интраоральном сканировании соответствующего зуба. Еще в одном случае используются трехмерные данные, получаемые при объемном сканировании, например, с помощью сканера для конусно-лучевой компьютерной томографии.

Цифровая информация о коронке объединяется с двумерными рентгенограммами с помощью экспертного блока для создания трехмерной модели зуба с пульпарной камерой и корневыми каналами. Экспертный блок предпочтительно включает статистическую параметризованную геометрическую модель, предназначенную для расчета трехмерной модели зуба (настолько точной, насколько это действительно необходимо), основанной на двумерных рентгенографических данных, объединенных с трехмерными данными о коронке. Статистическая параметризованная геометрическая модель предпочтительно генерируется отдельно для каждого типа зубов. Она включает по крайней мере параметризованное трехмерное представление объема или поверхности зуба, которое может быть дополнено соответствующими параметризованными двумерными рентгенограммами. Вариации трехмерного представления связаны с соответствующими вариациями двумерных рентгенограмм. Примерами таких вариаций могут служить вариации морфологии зуба, числа бугорков, размеров и формы пульпарной камеры, числа корней и корневых каналов, размеров и формы корневых каналов и т.д. Операция сочетания одного или нескольких двумерных изображений со статистической параметризованной геометрической моделью для расчета индивидуальной для конкретного пациента трехмерной модели может, например, состоять в вычислении проекционных контуров (например, в виде двумерных кривых) статистической параметризованной геометрической модели при ее проекции на плоскости, которые оцениваются как плоскости, соответствующие проекционным плоскостям двумерных изображений. На двумерных изображениях производится распознавание границ (например, с помощью алгоритмов распознавания границ, известные как "edge detection"). Статистическая параметризованная геометрическая трехмерная модель далее варьируется (с использованием упомянутых выше параметров вариации), и варьируется также ее положение относительно системы координат, заданной плоскостями двумерных изображений; при этом постоянно производится расчет контуров, до тех пор, пока контуры трехмерной модели не совпадут (согласно некоторому заранее заданному критерию совпадения) с границами, определенными по двумерным изображениям. Полученная таким образом модифицированная статистическая параметризованная геометрическая трехмерная модель далее используется в качестве трехмерной модели для конкретного случая.

Альтернативно, если известны ковариации между статистической параметризованной геометрической моделью и соответствующими ей параметризованными двумерными рентгенограммами, то может оказаться достаточным варьировать двумерные рентгенограммы, связанные со статистической параметризованной геометрической моделью, изменяя значения параметров, определяющих вариации, так чтобы двумерные рентгенограммы совпали с рентгенограммами, полученными интраорально, чтобы непосредственно получить желательную соответствующую трехмерную модель зуба (то есть геометрию поверхности, а также форму и положение пульпарной камеры и корней зубов).

Раскрытые выше операции можно применять для генерирования точной трехмерной модели индивидуальных зубов, как для первичного лечения корневых каналов, так и для повторного лечения.

Когда зуб и корневые каналы визуализированы в трехмерном пространстве, могут выполняться дальнейшие шаги, соответствующие способу трехмерного проектирования лечения корневых каналов зуба, а именно, проектирование и/или моделирование лечения корневых каналов, предусматривающие постоянный расчет данных обратной связи, чтобы помочь определить оптимальный способ лечения. Указанные дальнейшие шаги могут быть выполнены в произвольном порядке. Они не ограничены приводимыми далее примерами.

Согласно первому иллюстративному примеру, проектирование лечения корневых каналов происходит путем определения оптимальной последовательности сменяемых пульпоэкстракторов (то есть их диаметра и рабочей длины), применяемых для расширения корневого канала. Для этого в системе предусмотрена возможность определять срединные линии корневых каналов вручную или (полу) автоматически. При определении вручную пользователь должен просматривать двумерные изображения параллельных сечений (в осевом, щечно-язычном или мезиодистальном направлениях) и строить последовательность прямолинейных отрезков (ломаную) или кривую (например, полиномиальную кривую или сплайн), вручную указывая на двумерных сечениях следующие друг за другом центральные точки, то есть точки, находящиеся на срединной линии корневого канала. В полуавтоматическом режиме пользователь начинает с выбора корневого канала, указывая, например, апикальный и окклюзионный концы корневого канала, или отмечая поверхность корневого канала, или любым другим способом. Далее алгоритм определяет число равноотстоящих параллельных сечений (например, осевых, или щечно-язычных, или мезиодистальных), для которых рассчитывается контур корневого канала (то есть кривая, являющаяся пересечением поверхности корневого канала и плоскости, определяющей сечение), а также центр указанного контура. Центр может рассчитываться различными способами, например как барицентр области поверхности, очерченной контуром корневого канала, или как центр окружности максимального диаметра, вписанной в контур корневого канала, или как центр окружности минимального диаметра, описанной вокруг контура корневого канала, или как центр эллипса или окружности наилучшего приближения для контура корневого канала, или каким-либо другим способом. Строится кривая, проходящая через указанные центры, в результате чего получается срединная линия корневого канала. Согласно другому подходу, срединная линия может быть улучшена путем определения контуров корневого канала и их центров на множестве ортогональных сечений и затем построения кривой наилучшего приближения, соответствующей так полученному множеству центров. Согласно еще одному подходу, срединная линия, построенная на основе одного из указанных подходов (то есть с помощью параллельных равноотстоящих двумерных сечений), может быть итеративно улучшена путем определения сечений, ортогональных указанной срединной линии, расположенных на равных расстояниях вдоль указанной срединной линии, определения контуров корневых каналов и их центров на этих новых двумерных сечениях и определения новой кривой, проходящей через эти новые центры. Эти вычисления могут быть повторены несколько раз, чтобы получить более точное описание срединной линии корневого канала.

Могут быть сгенерированы и визуализированы новые изображения сечений в плоскостях, ортогональных серединной линии и расположенных вдоль нее на равных расстояниях друг от друга, для срединной линии каждого корневого канала. На указанных двумерных сечениях может быть автоматически определена описанная вокруг контура корневого канала окружность минимального диаметра, и указанный диаметр, возможно увеличенный на некоторое заранее заданное постоянное значение, может использоваться для определения минимального диаметра пульпоэкстрактора, необходимого для расширения корневого канала в данном сечении. На основе последовательности значений указанных диаметров вдоль корневого канала определяется последовательность пульпоэкстракторов, наиболее подходящих для расширения каждого отдельного корневого канала. Первый способ выполняется путем приближенного определения минимальных значений диаметров пульпоэкстракторов для последовательности сечений, расположенных вдоль прямой линии, на расстояниях, соответствующих расположению сечений, и построения минимального конуса, охватывающего окружности с указанными значениями диаметров. Для указанного охватывающего конуса подбирается набор пульпоэкстракторов их некоторого набора ("библиотеки") набора по максимальной глубине (то есть, глубине, на которой пульпоэкстрактор коснется указанного конуса). Затем вычисляется разность между объемом указанного конуса и общим объемом, получаемым объединением всех пульпоэкстракторов набора, чтобы получить количественную оценку расширения корневого канала при использовании указанной последовательности пульпоэкстракторов. Для улучшения расширения корневого канала пульпоэкстракторы можно помещать на глубине, превосходящей указанную максимальную глубину. Такое увеличение глубины для каждого пульпоэкстрактора может производиться на заранее заданное фиксированное расстояние, или увеличение глубины может рассчитываться так, чтобы полностью охватить указанный выше охватывающий конус, но с минимальным объемом дополнительно удаляемого материала, или увеличение глубины может рассчитываться так, чтобы полностью охватить указанный охватывающий конус, используя лишь ограниченную последовательность пульпоэкстракторов. Результатом является выбор последовательности пульпоэкстракторов и соответствующих им значений глубины, на которой должен применяться каждый пульпоэкстрактор (рабочей длины). В другом случае, пульпоэкстрактор моделируется с использованием трехмерной информации в формате систем CAD/CAM, и подбирается положение пульпоэкстрактора в корневом канале (при этом моделируется необходимый изгиб пульпоэкстрактора, соответствующий трехмерной кривизне корневого канала) на максимальной глубине, которая зависит от размеров пульпоэкстрактора и корневого канала. Такой подбор повторяется для последовательности пульпоэкстракторов с увеличивающимся диаметром и, таким образом, для расширения корневого канала определяется последовательность пульпоэкстракторов и их рабочей длины. Максимальная глубина пульпоэкстрактора также может быть увеличена на заранее заданное значение или может быть рассчитана так, чтобы оптимизировать расширение корневого канала или ограничить число пульпоэкстракторов, применяемых для расширения корневого канала. При таком трехмерном подходе оптимизация расширения корневого канала выполняется путем сравнения объема канала, расширенного применением последовательности пульпоэкстракторов, с фактическим объемом корневого канала. Расширение является оптимальным, если расширение объема корневого канала выполняется полностью, но с минимальным объемом дополнительно удаляемого материала корня. В предпочтительном случае, при моделировании изгиба используются данные о свойствах материала, из которого изготовлены эндодонтические инструменты (например, пульпоэкстракторы), чтобы рассчитать и визуализировать риск перелома инструмента (например, с помощью следующего цветового кода: зеленый цвет - низкий риск, оранжевый цвет ~ умеренный риск, красный цвет - высокий риск перелома инструмента).

Важным этапом осуществления настоящего изобретения является то, что происходит прием количественных и/или качественных данных обратной связи, что помогает произвести адекватный анализ рисков, связанных с выполнением обработки корневых каналов.

В качестве одного из примеров, настоящее изобретение позволяет визуализировать толщину стенки корня вдоль корневого канала, что позволяет обеспечить выдачу и прием данных обратной связи, например, относительно риска возникновения трещины или перфорации корня зуба при лечении и обработке корневых каналов. Для этого вычисляется расстояние между поверхностью корневого канала и наружной поверхностью корня зуба. Если для визуализации различных анатомических структур (коронки, корня зуба, корневого канала, пульпарной камеры и т.д.) используется представление поверхности в виде сетки треугольников, то расстояние может быть определено различными путями. Первый путь - вычисление расстояния между каждым узлом сетки, представляющей наружную поверхность корня (далее - "узлом поверхности"), и самой близкой к нему точкой поверхности корневого канала. Второй путь - вычисление расстояния между каждым узлом поверхности корневого канала и самой близкой к нему точкой наружной поверхности корня. Третий путь - вычисление расстояния от каждого узла внешней поверхности корня вдоль нормали к ней до поверхности корневого канала. Может применяться и любой другой путь вычисления расстояний. Указанные числовые данные могут визуализироваться на трехмерной модели или двумерных сечениях, например, с помощью цветового кода, что обеспечивает пользователя необходимой графической обратной связью относительно толщины корня вдоль корневого канала. Другие пути визуализации числовых данных - изометрические линии на поверхности в трехмерной плоскости или на двумерных сечениях, или расстановка текстовых указателей (меток) и т.д.

Другим важным параметром является расстояние от каждой точки поверхности корневого канала до наружной поверхности корня, но рассчитанные в данном случае вдоль соответствующего радиального направления, в плоскости, ортогональной срединной линии корневого канала. Это значение, или то же значение, уменьшенное на значение "допуска безопасности", определяющее минимальную желательную толщину оставшейся стенки корня, дает пользователю информацию обратной связи относительно максимально допустимого увеличения диаметра пульпоэкстрактора при обработке канала. Указанные значения также можно визуализировать на модели зуба с помощью цветового кодирования. Если установлен "допуск безопасности" для минимальной толщины стенки, то могут быть отмечены также части корня с меньшей толщиной. Этот последний способ предоставляет пользователю данные обратной связи относительно возможного увеличения (без риска перфорации корня) размера пульпоэкстрактора в каждом сечении.

Еще одним параметром, дающим пользователю важную информацию обратной связи, является кривизна корневого канала, так она определяет необходимый изгиб пульпоэкстракторов в ходе обработки и лечения, а также риск перелома инструмента. Кривизна корневого канала может быть определена путем вычисления кривизны срединной линии корневого канала в каждой точке корневого канала. Ее значение также может визуализироваться с помощью цветового кода на изображении корневого канала. Это значение может сравниваться с максимальным допустимым изгибом пульпоэкстракторов, которые будут применяться при обработке канала, и критические области (то есть области, в которых возникает риск перелома пульпоэкстрактора в результате того, что его изгиб превысит максимально допустимый) также могут быть показаны пользователю.

В соответствии с другим этапом осуществления настоящего изобретения выполняется моделирование лечения корневых каналов.

Пример моделирования лечения корневых каналов - моделирование очистки корневых каналов (то есть первичного лечения корневых каналов или повторного лечения). Это означает, что последовательность применяемых пульпоэкстракторов, предлагаемая устройством или определяемая пользователем, применяется для лечения соответствующего корневого канала, и материал, который будет удален пульпоэкстрактором, виртуально удаляется на модели зуба. Таким образом, фактически создается трехмерная модель зуба после его лечения. Эта модель зуба после его лечения может сравниваться с моделью зуба до его лечения, и удаляемый материал может быть показан визуально на трехмерной модели или двумерных сечениях. Кроме того, может быть вычислен объем расширенного корневого канала, чтобы определить объем, который должен быть заполнен, и, следовательно, можно определить количество наполнителя, необходимое при лечении корневых каналов. Другая особенность устройства состоит в том, что можно моделировать несколько различных способов лечения, и различие между ними может быть представлено визуально, аналогично тому, как визуализируется различие между зубом до и после его обработки. Это помогает выбрать оптимальный способ очистки и лечения для каждого конкретного случая.

Другой пример моделирования лечения корневого канала заключается в выборе эндодонтического штифта, обеспечивающего опору для ортопедической конструкции (коронки) в случаях, когда сохраняется недостаточно материала зуба для удержания дентальной вкладки. При первом подходе пользователь может выбирать штифт (изготовленный из стекловолокна или металла) из данного набора ("библиотеки") штифтов и устанавливать его фактически в корневом канале. Согласно другому подходу, штифт автоматически выбирается изданного набора ("библиотеки") штифтов на основе одного из следующих критериев (или их сочетания): штифт с размерами, в наибольшей мере соответствующими размерам расширенного корневого канала, штифт с размерами, которые в минимальной степени геометрически охватывают расширенный корневой канал, штифт с размерами, которые обеспечивают минимальную толщину стенки корня штифта, штифт с размерами, которые ограничивает риск возникновения трещины зуба и т.д.

После виртуальной установки штифта можно определить области перфорации, если они есть, определяя области пересечение объемов штифта и трехмерной модели зуба. Эти области пересечения могут визуализироваться цветом, выделяющим часть поверхности штифта, которая окажется вне модели зуба, или линиями пересечения между моделью зуба и штифтом. После виртуальной установки штифта возможно также визуализировать толщину корня зуба вокруг штифта, чтобы предоставить пользователю информацию обратной связи относительно риска перфорации или возникновения трещины корня зуба (из-за ослабления зуба в результате подготовки введения штифта). Такие же технические способы, как раскрытые способы вычисления толщины корня вдоль корневого канала, могут применяться также для вычисления толщины корня вокруг штифта. Риск перфорации может быть определен количественно на основании пороговых значений толщины корня, принятых в клинической практике. Другой путь количественного определения риска перфорации - учет, с одной стороны, толщины корня вокруг штифта и, с другой стороны, учет имеющих место в клинической практике отклонений при подготовке полости под штифты (то есть отклонений фактических положения и ориентации штифта от запланированных). Основная причина этих отклонений - ограничения при реализации стоматологом запланированного хода операций для данного пациента, которые возникают, в частности, из-за ограничений, свойственных применяемым инструментам. Другой способ количественного определения риска перфораций - применение статистической параметризованной геометрической модели, полученной в результате ретроспективного анализа большого числа операций подготовки корня к размещению штифта, включая случаи, в которых была допущена или не была допущена перфорация. Риск возникновения трещины может быть оценен количественно путем анализа механической прочности подготовленного корня зуба (например, с помощью упрощенной механической модели или модели на основе метода конечных элементов). Другой путь количественной оценки риска возникновения трещины - применение статистической параметризованной геометрической модели. Такая модель будет включать, помимо данных о толщине корня вокруг штифта, ряд других параметров, таких как силы, обусловленные прикусом, пол пациента, тип и размеры зуба и т.д., которые могут использоваться для определения риска возникновения трещины.

Согласно еще одному примеру, заявляемое устройство помогает также определить размеры коронки (дентальной вкладки/накладки) для замены утерянного материала зуба, чтобы усилить зуб и предотвратить его разлом. Поэтому устройство либо включает экспертный блок, который может предложить идеальную коронку (дентальную вкладку/накладку), либо пользователю предоставляются инструментальные средства для создания вручную коронки (дентальной вкладки/накладки), позволяющие выполнять анализ для проверки, например, результирующей прочности зуба, шансов на успешное восстановление коронки и т.д. В последнем случае заявляемое устройство должно также позволять пользователю создавать восстановление зуба (коронки) - вводить изображение слепка зуба или выбирать, позиционировать и регулировать коронки из набора коронок или вводить зеркальное отражение коронки симметричного зуба пациента или использовать статистическую параметризованную геометрическую модель для корректировки коронки с учетом расположения соседних зубов или использовать любые другие способы. Тогда можно предоставлять пользователю данные обратной связи относительно доступной толщины коронки, необходимые для оценки риска возникновения трещины коронки или перфорации коронки. Сами по себе выбор штифта и его расположения, а также коронка (дентальная вкладка/накладка) могут быть оптимизированы до фактического лечения корневых каналов, что позволяет уменьшить клинические риски или риск неудачного лечения для данного пациента. Согласно другой особенности, информация о сохранившемся материале зуба/корня зуба сравнивается с параметризованной статистической геометрической трехмерной моделью для подходящего типа зубов. Статистическая параметризованная геометрическая модель зуба позиционируется, ориентируется и модифицируется так, чтобы она в наибольшей мере соответствовала указанной сохранившейся части зуба/корня зуба. Отсутствующая информация, требуемая для установления протетической конструкции (например, коронки), получается в виде разности между сохранившимся материалом зуба и модифицированной статистической параметризованной геометрической моделью.

Идеальный штифт может также выбираться автоматически из некоторого набора ("библиотеки") и автоматически устанавливаться в трехмерную модель зуба. Поэтому устройство включает экспертный блок, который учитывает все необходимые параметры (например, анатомию корня, ортопедической коронки, прочность зуба со штифтом и т.д.), для того, чтобы предложить подходящие размеры и расположение штифта для каждого конкретного случая. Указанный экспертный блок может содержать набор правил, применяемых в клинике, или представлять собой статистическую параметризованную геометрическую модель, генерируемую с помощью ретроспективного анализа случаев успешного лечения, или набор эвристик любого типа.

Все варианты, соответствующие способам и устройствам осуществления настоящего изобретения, могут быть реализованы в компьютерной системе 30, адаптированной для реализации способов настоящего изобретения. Схематическое представление такой компьютерной системы 30 приведено на Фиг. 2. Она включает компьютер 31 с процессором 32 и памятью и, предпочтительно, дисплей. Указанные способы могут быть осуществлены с применением компьютера 31, имеющего средства для генерирования и визуализирования трехмерной модели, например, модели, включающей пульпарную камеру и корневые каналы зуба, подлежащего лечению. Такой способ может быть осуществлен с применением компьютера 31, который позволяет сочетать по меньшей мере одну часть цифровой информации о конкретном зубе, например черно-белое двумерное изображение 35 зуба пациента, и/или трехмерную информацию 36 о поверхности зуба пациента со статистической параметризованной геометрической моделью каждого типа зубов, получаемой модулем 41. Типы зубов включают верхние или нижние резцы, клыки, премоляры. В настоящем изобретении предусмотрено устройство ввода данных о трехмерной модели, например, с устройства хранения данных, такого как CD-ROM, твердотельная память, или через компьютерные сети, например через локальную, широко распределенную или глобальную компьютерную сеть.

Способы в соответствии с настоящим изобретением могут быть осуществлены на компьютере 31 с использованием программного обеспечения 33, с помощью модуля 36, который при функционировании на компьютере позволяет проектировать и/или моделировать лечение корневых каналов на сгенерированной трехмерной модели зуба. При функционировании устройства в компьютере используется модуль 43, который может выдавать пользователю качественные и/или количественные данные обратной связи о результатах проектируемого и моделируемого лечения на трехмерной модели. Это позволяет также выбирать или определять некоторый подход, например наилучший подход к обработке корневых каналов. Устройство включает экспертный блок, задачей которого является предложение некой идеальной обработки и лечения, например, применения коронки (дентальной вкладки), или же предоставлять пользователю средства лечения корневого канала (модуль 42) для создания коронки (дентальной вкладки) вручную, позволяя выполнять анализ для проверки правильности проектируемого лечения.

Компьютер 31 включает процессор 32 и память 34, 40, посредством которых реализуются заявляемые способы. Компьютерная система, которая применяется для реализации заявляемых способов, предлагаемых в настоящем изобретении, может использовать программы, такого типа как 3-matic™, предлагаемые компанией Материалис Н.В. (Materialise N.V.), Левен, Бельгия. Компьютер может включать терминал с видеодисплеем, средства ввода данных, например клавиатуру, и графический интерфейс пользователя с графическими средствами ввода, такими как мышь. Компьютер может представлять собой как универсальный компьютер, например рабочую станцию UNIX, так и персональный компьютер. Компьютер 31 обычно включает центральный процессор, такой как, обычный микропроцессор, например процессор Пентиум (Pentium), предлагаемый корпорацией Интел Корп.(Intel Corp.), США (указано исключительно в качестве примера), а также ряд других модулей, связанных системой шин. Может быть выбрана любая подходящая система шин.

Компьютер включает по меньшей мере один модуль памяти. Он может представлять собой любое из устройств хранения данных, известных специалистам, например, память с произвольным доступом (RAM), память только для чтения (ROM), долговременную память, например, жесткий диск. Например, компьютер может дополнительно включать модули RAM, ROM, a также адаптер дисплея, служащий для соединения системной шины с терминалом, включающим видеодисплей, и, по желанию, адаптер ввода-вывода для соединения периферийных устройств (например, накопителей на диске или ленте) с системной шиной. Терминал с видеодисплеем осуществляет вывод визуальной информации и может быть любым подходящим устройством отображения, например дисплеем на основе ЭЛТ, хорошо известным специалистам в области компьютерных аппаратных средств. Однако для настольной ЭВМ, портативного компьютера или ноутбука, видеотерминал может быть заменен жидкокристаллическим дисплеем или дисплеем на плазменных панелях. Компьютер, кроме того, может включать адаптер интерфейса пользователя для соединения компьютера с клавиатурой, мышью и, по желанию, динамиком.

Компьютер, кроме того, может включать графический интерфейс пользователя на машиночитаемых носителях, позволяющий управлять работой компьютера. Графический интерфейс пользователя может храниться на любых подходящих машиночитаемых носителях, таких как RAM, ROM, магнитная дискета, магнитная лента или оптический диск (три последних должны находиться на соответствующих устройствах ввода-вывода). Управлять работой центрального процессора могут любая подходящая операционная система и связанный с ней графический интерфейс пользователя (например, Microsoft Windows, Linux). Кроме того, компьютер включает управляющую программу, хранимую в его памяти. Управляющая программа содержит команды, выполняя которые центральный процессор обеспечивает выполнение компьютером действий.

Графический интерфейс пользователя используется для визуализации трехмерной модели, включающей пульпарную камеру и корневые каналы зуба, подлежащего лечению. Он может также применяться для проектирования и/или моделирования лечения корневых каналов на сгенерированной трехмерной модели зуба. Он может также применяться для визуализации качественной и/или количественной информации обратной связи, относящейся к результатам проектируемого и моделируемого лечения зуба на трехмерной модели, а также использоваться для визуальной поддержки выбора или определения оптимального подхода к лечению корневых каналов.

Специалистам должно быть ясно, что кроме (или вместо) уже перечисленных аппаратных средств могут применяться также другие периферийные устройства и носители, например оптические диски, аудио адаптеры или программируемые устройства на микросхемах, такие как PAL, или EPROM, а также другие известные компьютерные аппаратные средства.

Могут быть использованы любые подходящие устройства памяти, и настоящее изобретение может применяться независимо от конкретного типа носителей информации. Примеры машиночитаемых носителей информации включают: носители с возможностью записи на них, такие как гибкие диски и CD ROM, устройства твердотельной памяти, накопители на магнитной ленте и магнитных дисках.

Соответственно, также используется программный продукт, который функционирует на подходящем вычислительном устройстве. Подходящее программное обеспечение может быть разработано на любом подходящем языке высокого уровня, например, С, и откомпилировано на подходящем компиляторе для выбранного процессора. Способ согласно настоящему изобретению включает следующие этапы.

Этап 100 заявляемого способа состоит в том, что производится снимок зуба пациента, в результате чего получается черно-белое двумерное изображение зуба пациента; оцифровывается трехмерная информация о поверхности интраорально видимой части зуба пациента; и предоставляется доступ к статистической параметризованной геометрической модели соответствующего типа зубов (резцов, клыков, премоляров или моляров).

На этапе 101 все данные загружаются в компьютерную систему, например указанный выше компьютер 31.

Компьютер 31 адаптирован для выполнения любого из способов, предлагаемых в настоящем изобретении.

На этапе 102 двумерная и трехмерная информация о зубе пациента объединяется со статистической параметризованной геометрической моделью с помощью компьютера 31. Объединение может осуществляться полностью автоматически или полуавтоматически (то есть требовать вмешательства пользователя на некоторых хорошо определенных этапах алгоритма). Использование статистической параметризованной геометрической модели (известной также как "активная геометрическая модель") в сочетании с черно-белыми двумерными изображениями или трехмерной информацией о поверхности известно из уровня техники и раскрыто в литературе для различных применений (см. "Адаптивная регистрация трехмерных/двумерных-образов с использованием статистических моделей". MICCAI, Volumes LNCS 1679, 138-147, 1999;

"Биогенетический зуб: новое математическое представление для морфологии первых нижних моляров". Eur J Oral Sci 113, 333-340, 2005; "Алгоритм регистрации данных для статистической геометрической модели кости для реконструкции формы по рентгенограммам - исследование точности", Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 6375-6378, 2007; "Оценка и уточняющие процедуры для генерации трехмерной модели кости с использованием рентгенограмм"", Advances in Medical Engineering, Proceedings in Physics 114, 163-168, 2007; "Двумерная и трехмерная адаптивная регистрация с применением атласа комбинированных разнородных признаков". MICCAI. Volume LNCS 3750, 223-230, 2005).

Параметризованная статистическая геометрическая модель зуба, включающая внутреннюю геометрию (то есть, пульпарную камеру и корневые каналы) может быть получена следующим образом.

Оцифровывается большой набор натуральных зубов человека для некоторого типа зубов (резцов, клыков, премоляров или моляров) с целью получения трехмерного представления как внешней формы (коронки и корня), так и внутренней геометрии (пульпарной камеры и корневых каналов). Оцифровка зубов может быть выполнена, например, в виде сканов для компьютерной микротомографии, которые далее обрабатываются программой типа SimPlant™, предлагаемой компанией Материалис Дентал (Materialise Dental), Левен, Бельгия для получения цифровых трехмерных представлений внутренней и внешней формы этих зубов. Трехмерное представление зуба может представлять собой модель поверхности, набор анатомически важных точек/направлений, характеризующих форму зуба, объемную модель или любое другое трехмерное представление, детализирующее внутреннюю и внешнюю форму зуба. Выбранный набор натуральных зубов человека должен быть репрезентативной выборкой для популяции, являющейся целевой для применения параметризованной статистической геометрической модели. Таким образом, указанный набор натуральных зубов человека должен отражать естественные вариации внешней и внутренней трехмерной формы данного типа зуба в пределах целевой популяции.

Сначала определяется система координат для оцифровки набора естественных зубов с целью установления в одинаковое положение всех экземпляров зубов, что означает устранение различий в положении, ориентации и масштабе. Затем для набора естественных зубов проводится анализ и описание вариаций формы в указанной системе координат. Один пример описания вариаций формы дает описание с помощью главных компонент. Таким образом, на наборе "выровненных" натуральных зубов человека выполняется анализ главных компонент (факторный анализ), который является фактически статистическим анализом, результатом которого является набор собственных векторов и собственных значений. Указанные собственные векторы (или главные компоненты) являются некоррелированными переменными/параметрами, описывающими вариации формы. Собственные векторы упорядочиваются по убыванию соответствующих им собственных значений, то есть по убыванию значимости. Собственный вектор с наибольшим собственным значением описывает самую значительную вариацию формы. Параметризованная статистическая геометрической трехмерная модель зуба (включающая внутреннюю пульпарную камеру и корневые каналы) фактически является линейной комбинацией всех этих собственных векторов или же некоторого подмножества этих собственных векторов (когда игнорируются собственных векторы с малыми собственными значениями). Вариации значений параметров в статистической параметризованной геометрической модели (то есть значения весовых коэффициентов, на которые умножаются собственные векторы) изменяют трехмерную форму и позволяют привести ее в точное соответствие (в отношении формы и геометрии) с трехмерным представлением любого зуба, использовавшегося в первоначальном анализе при создании статистической параметризованной геометрической модели, если эта модель использует все собственные векторы.

Если используется только подмножество собственных векторов, то точного соответствия обычно нельзя достичь, но можно получить хорошую аппроксимацию, так как лишь собственные векторы с малыми собственными значениями игнорируются в такой модели. Кроме того, параметры могут использоваться, чтобы привести статистическую параметризованную геометрическую модель в приближенное соответствие с любым зубом того же типа, не входившим в исходный набор, использовавшийся при создании статистической параметризованной геометрической модели. Чем лучше набор натуральных зубов человека, использованный при создании статистической параметризованной геометрической модели, отражает все вариации формы зубов человека, тем более точное соответствие с каждым новым экземпляром зуба того же типа может быть достигнуто.

В одном из подходов, используемом в настоящем изобретении, статистическая параметризованная геометрическая модель используется в сочетании с трехмерной информацией о поверхности коронки (то есть интраорально видимой частью зуба) и одним или несколькими черно-белыми двумерными изображениями зуба пациента. Задача состоит в том, чтобы создать трехмерное представление конкретного зуба данного пациента с помощью объединения информации о данном зубе пациента с параметризованной статистической геометрической моделью таким образом, что результат будет приближенно соответствовать, насколько возможно, реальной анатомии зуба в ротовой полости пациента. Поэтому сначала информация о зубе пациента (поверхность коронки в трехмерном и черно-белом двумерном изображениях совмещаются с параметризованной статистической геометрической моделью, что означает, что все имеющиеся данные позиционируются в той же системе координат. Затем значения параметров статистической параметризованной геометрической модели итерационно модифицируются с тем, чтобы изменить ее форму и геометрию так, чтобы они соответствовали, с одной стороны, трехмерной информации о коронке а, с другой стороны, черно-белому двумерному изображению (изображениям), согласно заранее заданному критерию. Критерием (который должен минимизироваться) соответствия трехмерной информации для коронки может служить расстояние между статистической параметризованной геометрической моделью на уровне коронки и трехмерной информацией о коронке. Критерием (подлежащим минимизации) соответствия черно-белого двумерного изображения (или изображений) может служить расстояние между проекционными контурами внутренней и внешней формы зуба в статистической параметризованной геометрической модели при проекции на плоскости, которые оцениваются как проекционные плоскости черно-белых двумерных изображений. Эти критерии должны быть объединены с тем, чтобы получить наиболее подходящее трехмерное представление зуба пациента, отражающее с достаточными детальностью и точностью внутреннюю и внешнюю формы.

Другой подход, используемый в настоящем изобретении, к получению параметризованной статистической геометрической модели зуба, включающей внутреннюю геометрию (то есть, пульпарную камеру и корневые каналы), состоит в следующем. В дополнение к оцифровке указанного набора натуральных зубов человека для получения трехмерного представления (такого же, как упомянутое выше) могут быть получены и оцифрованы черно-белые двумерные изображения этих зубов. Объединенные двумерные и трехмерные данные для каждого зуба набора могут быть статистически проанализированы, чтобы получить статистическую параметризованную геометрическую модель, включающую геометрическую трехмерную модель и связанный с нею (связанные с нею) параметризованное черно-белое двумерное изображение (изображения), в котором (в которых) некоторые компоненты/параметры геометрической модели непосредственно связаны с параметрами двумерного изображения. Такие ковариации (критерии зависимости) между статистической параметризованной геометрической моделью и соответствующим параметризованным черно-белым двумерным изображением, известны. Адаптация такой параметризованной статистической геометрической модели к черно-белым двумерным изображениям зуба пациента может быть выполнена итеративно (до тех пор, пока не будет достигнуто хорошее соответствие) вариацией параметров параметризованного черно-белого двумерного изображения (или изображений), в результате чего будет получена соответствующая модификация геометрической трехмерной модели. Это может быть далее объединено с подбором параметризованной статистической геометрической модели, в наибольшей мере соответствующей трехмерной информации о коронке зуба пациента. Фактически получена трехмерная модель зуба пациента, включающая внешнюю геометрию, форму и размещение пульпарной камеры и корневых каналов.

Результатом является детальная трехмерная модель зуба пациента, включающая пульпарную камеру и корневые каналы в трехмерном пространстве, визуализируемая на этапе 103. Различные режимы визуализации, например, визуализация поверхностей в трехмерном пространстве, визуализация поперечных сечений, применение полупрозрачных изображений, визуализация трехмерных объектов и т.д., которые могут быть выполнены с помощью компьютера, позволяют стоматологу всесторонне оценить сложность корневых каналов и пульпарной камеры как трехмерных объектов.

На этапе 104 с помощью компьютера выполняется проектирование и/или моделирование лечения корневого канала. Этот этап может включать применение данных о средствах для обработки корневых каналов (например, эндодонтических пульпоэкстракторов, штифтов и т.д.).

На этапе 105 стоматологу предоставляется качественная и/или количественная информация о рисках лечения корневых каналов. Различные режимы визуализации, например, с помощью эквидистантных линий, цветных полос, гистограмм и т.д., могут быть выполнены с использованием компьютера, чтобы дать стоматологу ясно представленные качественные и/или количественные данных обратной связи. Это позволяет стоматологу анализировать риски, связанные с моделируемым лечением корневых каналов.

На этапе 106 производится выбор оптимальных средств или способов лечения.

1. Способ трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, включающий генерирование и визуализирование трехмерной модели залечиваемого зуба посредством объединения, по меньшей мере, одной части индивидуальной цифровой информации о залечиваемом зубе со статистической параметризованной геометрической моделью типа залечиваемого зуба, проектирование и/или моделирование лечения корневого канала на сгенерированной трехмерной модели зуба, прием качественных и/или количественных данных обратной связи относительно результатов проектируемого или моделируемого лечения на трехмерной модели и выбор или определение оптимального подхода к лечению корневого канала залечиваемого зуба.

2. Способ по п. 1, в котором в трехмерную модель залечиваемого зуба включают пульпарную камеру и корневые каналы.

3. Способ по п. 2, в котором тип зуба выбирают из следующих типов: верхние или нижние резцы, клыки, премоляры и моляры.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором трехмерную модель получают по черно-белым двумерным изображениям залечиваемого зуба и по трехмерной информации о поверхности интраорально видимой части залечиваемого зуба.

5. Способ по п. 4, в котором черно-белые двумерные изображения, трехмерную информацию и статистическую параметризованную геометрическую модель каждого типа зуба загружают в компьютерную систему.

6. Устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба, характеризующееся выполнением в виде, по меньшей мере, одной компьютерной системы и включающее блок генерирования и визуализирования трехмерной модели залечиваемого зуба, выполненный с возможностью объединения, по меньшей мере, одной части индивидуальной цифровой информации о залечиваемом зубе со статистической параметризованной геометрической моделью типа залечиваемого зуба, блок проектирования и/или моделирования лечения корневого канала на сгенерированной трехмерной модели зуба, блок приема качественных и/или количественных данных обратной связи относительно результатов проектируемого или моделируемого лечения на трехмерной модели и блок выбора или определения оптимального подхода к лечению корневого канала.

7. Устройство по п. 6, в котором трехмерная модель включает пульпарную камеру и корневые каналы.

8. Устройство по п. 7, в котором тип зуба выбран из следующих типов: верхние или нижние резцы, клыки, премоляры и моляры.

9. Устройство по любому из пп. 6-8, которое включает средства получения трехмерной модели, выполненные с возможностью ее получения по черно-белым двумерным изображениям залечиваемого зуба и по трехмерной информации о поверхности интраорально видимой части залечиваемого зуба.

10. Устройство по п. 9, которое включает средства загрузки в компьютерную систему черно-белых двумерных изображений, трехмерной информации и статистической параметризованной геометрической модели каждого типа зуба.

11. Компьютер, включающий устройство трехмерного проектирования лечения корневого канала зуба по п. 6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии и предназначено для снижения количества ошибок и осложнений эндодонтического лечения постоянных зубов.

Изобретение относится к медицине. Эндодонтический файл содержит эластомерный зажим и, по меньшей мере, центральную продольную нить, которая спирально намотана на проволоку и, по меньшей мере, частично окружает нить.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для лечения хронического гранулематозного периодонтита. Обрабатывают корневой канал с использованием сочетания двух методик: Step Back и Crown-Down с помощью ручных К-, Н-файлов Pro-Endo от 15 до 22 размера по ISO.
Изобретение относится к медицине, в частности к стоматологии, и может быть использовано для лечения кариеса дентина в постоянных зубах у детей с незаконченными процессами минерализации твердых тканей.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в стоматологии. .

Изобретение относится к области стоматологического оборудования и может быть использовано в практической стоматологии для лечения зубных каналов. .
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано в пародонтальной хирургии при лечении хронического генерализованного пародонтита.

Изобретение относится к устройствам для подготовки и пломбирования всей эндодонтической полости зуба. .
Наверх