Determination of individual angular characteristics of the teeth positions according to the computer tomography in Ukrainian adolescents with orthognathic bite

Abstract

The lack of the ability to determine the individual standard angle characteristics of the position of the teeth and the technical provision of their control often does not lead to the expected result and in each case requires individualization, the vision of which is based, as a rule, on the experience and intuition of the doctor. In order to solve such a situation, in addition to improving the positioning protocols of the non-removable equipment, the physician should be able to clearly identify the individual angular characteristics of the tooth-jaw system. The purpose of the study - by studying computer tomography and cephalometric indices and conducting direct stepwise regression analysis to develop in Ukrainian adolescents with orthognathic bite mathematical models of individual angular positions of teeth. Using the Veraviewepocs 3D device, Morita (Japan) at 38 young men (aged from 17 to 21) and 55 young women (aged from 16 to 20 years) with normal occlusion close to orthognathic bite received and analyzed dental tomograms and lateral teleroentgenograms. Cephalometric points and measurements were performed according to recommendations of A. M. Schwarz, J. McNamara, W. B. Downs, R. A. Holdway, G. P. F. Schmuth, C. C. Steiner and C. H. Tweed. Anatomical points were determined taking into account the recommendations of A. E. Athanasiou, S. I. Doroshenko and Y. A. Kulginsky. The simulation of CT indexes describing the position of individual teeth relative to each other, to the bone cranial structures and the profile of adolescents with orthognathic bite, depending on the metric characteristics of the skull, which are usually unchanged during surgical and orthodontic treatment, as well as the width, lengths, angles and positions of the upper and lower jaws that may be altered by orthodontic surgery done. The statistical processing of the obtained results was carried out in the license package "Statistica 6.0" using a direct stepwise regression analysis. It was found that in young men of 40 possible models, 23 were constructed with a determination coefficient R2 of 0.557 to 0.832, while in young women, only 8 models with a determination coefficient R2 of 0.581 to 0.832. Moreover, in the young men - of 10 possible 9 models of vestibular-tongue inclination of corresponding teeth (R2 from 0.557 to 0.832) were constructed; out of 10 possible 5 models of mesio-distal inclination of corresponding teeth (R2 from 0.558 to 0.769) constructed; of the possible 14 constructed 6 models of rotation of the corresponding teeth (R2 from 0.579 to 0.737); and in young women - there are only 5 models of vestibular-tongue inclination of the corresponding teeth (R2 from 0.603 to 0.665). In addition, in both young men and young women, models of the size of the inter-incision angle (R2 0.748 in young men and 0.581 in young women) were constructed, the magnitude of the angle of inclination of the lower canine in the jet plane (R2 respectively 0.729 and 0.793), and the magnitude of the inclination of the closure planes relative to the palatal plane (R2 respectively 0.808 and 0.832). In the analysis it was found that in young men, most frequently models included - indicator WITS (7.0%); angle GL_SNPOG (5.4%); distance S_E, angle ММ, angle NSBA (by 4.7%); angle AB_NPOG, angle N_POG_, distance N_SE, coefficient N_SP_SP angle P_OR_N (by 3.9%). In young women, most frequently models included - angle N_POG_ (14.3%); angle AB_NPOG (10.2%); indicator WITS (8.2%); angle ММ, angle ANB, length of the branch of the mandible R_ASC (by 6.1%). Thus, in the work with the help of the method of step-by-step regression with inclusion, among Ukrainian adolescence, on the basis of peculiarities of computer-tomographic and teleroentgenography indices, reliable models of computer-tomographic individual linear angular characteristics of the position of teeth necessary for constructing the correct three-dimensional geometry of dental arches are developed and analyzed. Keywords: regression analysis, vestibular-lingual tilt of the tooth (tork), mesiodistal inclination of the tooth (angulation), tooth rotation (rotation), computed tomography, teleroentgenography, young men, young women, orthognathic biteВідсутність можливості визначення індивідуальних нормативних кутових характеристик положення зубів та технічне забезпечення їх контролю часто не призводить до отримання очікуваного результату і в кожному випадку потребує індивідуалізації, бачення якої базується, як правило, на досвіді та інтуїції лікаря. Для вирішення такої ситуації окрім вдосконалення протоколів позиціювання незнімної апаратури лікарю необхідно мати можливість чіткого визначення індивідуальних кутових характеристик зубощелепної системи. Мета дослідження - шляхом вивчення ком'ютернотомографічних та цефалометричних показників і проведення прямого покрокового регресійного аналізу розробити у юнаків та дівчат України з ортогнатичним прикусом математичні моделі індивідуальних кутових положень зубів. За допомогою пристрою Veraviewepocs 3D, Моріта (Япония) у 38 юнаків (віком від 17 до 21 року) та 55 дівчат (віком від 16 до 20 років) з нормальною оклюзією наближеною до ортогнатичного прикусу були отримані та проаналізовані дентальні томограми та бокові телерентгенограми. Цефалометричні точки та вимірювання проводили згідно рекомендацій A. M. Schwarz, J. McNamara, W. B. Downs, R. A. Holdway, G. P. F. Schmuth, C. C. Steiner та C. H. Tweed. Анатомічні точки визначалися з урахуванням рекомедацій A. E. Athanasiou та С. I. Дорошенко і Є. А. Кульгинского. Проводили моделювання КТ-показників які характеризують положення окремих зубів по відношенню один до одного, до кісткових черепних структур та профілю обличя в юнаків і дівчат із ортогнатичним прикусом в залежності від метричних характеристик черепа, які зазвичай не змінюються в ході хірургічного та ортодонтичного лікування, а також показників ширини, довжини, кутів і положення верхньої й нижньої щелеп які можливо змінювати за допомогою ортодонтичної хірургії. Статистична обробка отриманих результатів проведена в ліцензійному пакеті "Statistica 6,0" з використанням прямого покрокового регресійного аналізу. Встановлено, що в юнаків із 40 можливих моделей побудовано 23 з коефіцієнтом детермінації R2 від 0,557 до 0,832, а у дівчат лише 8 моделей з коефіцієнтом детермінації R2 від 0,581 до 0,832. Причому, в юнаків - із 10 можливих побудовано 9 моделей присінково-язикового нахилу відповідних зубів (R2 від 0,557 до 0,832); із 10 можливих побудовано 5 моделей мезіо-дистального нахилу відповідних зубів (R2 від 0,558 до 0,769); із 14 можливих побудовано 6 моделей ротації відповідних зубів (R2 від 0,579 до 0,737); а у дівчат - лише 5 моделей присінковоязикового нахилу відповідних зубів (R2 від 0,603 до 0,665). Крім того, як в юнаків, так і у дівчат побудовані моделі величини міжрізцевого кута (R2 0,748 в юнаків і 0,581 у дівчат), величини кута нахилу нижнього ікла у стріловій площині (R2 відповідно 0,729 і 0,793) та величини нахилу змикальної площини відносно піднебінної площини (R2 відповідно 0,808 і 0,832). При аналізі встановлено, що в юнаків найбільш часто до моделей входили - показник WITS (7,0%); кут GL_SNPOG (5,4%); відстань S_E, кут ММ, кут NSBA (по 4,7%); кут AB_NPOG, кут N_POG_, відстань N_SE, коефіцієнт N_SP_SP, кут P_OR_N (по 3,9%). У дівчат найбільш часто до моделей входили - кут N_POG_ (14,3%); кут AB_NPOG (10,2%); показник WITS (8,2%); кут ММ, кут ANB, довжина гілки нижньої щелепи R_ASC (по 6,1%). Таким чином в роботі за допомогою методу покрокової регресії з включенням, у українців юнацького віку, на основі особливостей ком'ютернотомографічних та телерентгенографічних показників розроблені та проаналізовані достовірні моделі ком'ютернотомографічних індивідуальних лінійних кутових характеристик положення зубів необхідних для побудови коректної тривимірної геометрії зубних дуг. Ключові слова: регресійний аналіз, присінково-язиковий нахил зуба (торк), мезіодистальний нахил зуба (ангуляція), поворот зуба (ротація), комп'ютерна томографія, телерентгенографія, юнаки, дівчата, ортогнатичний прикус. Отсутствие возможности определения индивидуальных нормативных угловых характеристик положения зубов и техническое обеспечение их контроля часто не приводит к получению ожидаемого результата и в каждом случае требует индивидуализации, видение которой базируется, как правило, на опыте и интуиции врача. Для решения такой ситуации кроме совершенствования протоколов позиционирования несъемной аппаратуры врачу необходимо иметь возможность четкого определения индивидуальных угловых характеристик зубочелюстной системы. Цель исследования - путем изучения компьютернотомографических и цефалометрических показателей и проведения прямого пошагового регрессионного анализа разработать у юношей и девушек Украины с ортогнатическим прикусом математические модели индивидуальных угловых положений зубов. С помощью устройства Veraviewepocs 3D, Морита (Япония) у 38 юношей (в возрасте от 17 до 21 года) и 55 девушек (в возрасте от 16 до 20 лет) с нормальной окклюзией приближенной к ортогнатическому прикусу были получены и проанализированы дентальные томограммы и боковые телерентгенограммы. Цефалометрические точки и измерения проводили согласно рекомендациям A. M. Schwarz, J. McNamara, W. B. Downs, R. A. Holdway, G. P. F. Schmuth, C. C. Steiner и C. H. Tweed. Анатомические точки определялись с учетом рекомендаций A. E. Athanasiou и С. И. Дорошенко и Е. А. Кульгинского. Проводили моделирование КТ-показателей характеризующих положение отдельных зубов по отношению друг к другу, к костным черепным структурам и профилю лица у юношей и девушек с ортогнатическим прикусом в зависимости от метрических характеристик черепа, которые обычно не меняются в ходе хирургического и ортодонтического лечения, а также показателей ширины, длины, углов и положение верхней и нижней челюстей которые можно изменять с помощью ортодонтической хирургии. Статистическая обработка полученных результатов проведена в лицензионном пакете "Statistica 6,0" с использованием прямого пошагового регрессионного анализа. Установлено, что у юношей из 40 возможных моделей построено 23 с коэффициентом детерминации R2 от 0,557 до 0,832, а у девушек только 8 моделей с коэффициентом детерминации R2 от 0,581 до 0,832. Причем, у юношей - из 10 возможных построено 9 моделей преддверно-языкового наклона соответствующих зубов (R2 от 0,557 до 0,832); из 10 возможных построено 5 моделей мезио-дистального наклона соответствующих зубов (R2 от 0,558 до 0,769); из 14 возможных построено 6 моделей ротации соответствующих зубов (R2 от 0,579 до 0,737); а у девушек - всего 5 моделей преддверно-языкового наклона соответствующих зубов (R2 от 0,603 до 0,665). Кроме того, как у юношей, так и у девушек построены модели величины межрезцового угла (R2 0,748 у юношей и 0,581 у девушек), величины угла наклона нижнего клыка в стреловой плоскости (R2 соответственно 0,729 и 0,793) и величины наклона замыкающей плоскости относительно небной плоскости (R2 соответственно 0,808 и 0,832). При анализе установлено, что у юношей наиболее часто к моделям входили - показатель WITS (7,0%); угол GL_SNPOG (5,4%); расстояние S_E, угол ММ, угол NSBA (по 4,7%); угол AB_NPOG, угол N_POG_, расстояние N_SE, коэффициент N_SP_SP, угол P_OR_N (по 3,9%). У девушек наиболее часто к моделям входили - угол N_POG_ (14,3%); угол AB_NPOG (10,2%); показатель WITS (8,2%); угол ММ, угол ANB, длина ветви нижней челюсти R_ASC (по 6,1%). Таким образом в работе с помощью метода пошаговой регрессии с включением, в украинцев юношеского возраста, на основе особенностей компьютерно-томографических и цефалометрических показателей разработаны и проанализированы достоверные модели компьютерно-томографических индивидуальных линейных угловых характеристик положения зубов необходимых для построения корректной трехмерной геометрии зубных дуг. Ключевые слова: регрессионный анализ, преддверно-языковой наклон зуба (торк), мезиодистальный наклон зуба (ангуляция), поворот зуба (ротация), компьютерная томография, телерентгенография, юноши, девушки, ортогнатический прикус.