Analytical review of graphic methods for the study of dental arches in clinical orthodontics

Vladimir V. Shkarin; Шкарин Владимир Вячеславович; Dmitry S. Dmitrienko; Дмитриенко Дмитрий Сергеевич; Violeta T. Yagupova; Ягупова Виолета Телмановна; Yulia P. Mansur; Мансур Юлия Петровна; Leonid N. Sherbakov; Щербаков Леонид Николаевич; Dmitriy V. Verstakov; Верстаков Дмитрий Викторович

doi:10.19163/1994-9480-2023-20-1-9-16

Analytical review of graphic methods for the study of dental arches in clinical orthodontics

Authors: Shkarin V.V.¹, Dmitrienko D.S.¹, Yagupova V.T.¹, Mansur Y.P.¹, Sherbakov L.N.¹, Verstakov D.V.¹
Affiliations:
1. Volgograd State Medical University
Issue: Vol 20, No 1 (2023)
Pages: 9-16
Section: Review Articles
URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/340883
DOI: https://doi.org/10.19163/1994-9480-2023-20-1-9-16
ID: 340883

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The analysis of textbook and modern literature sources devoted to the graphic construction of human dental arches was carried out in order to select the optimal research methods, taking into account the individual characteristics of the craniofacial morphology. The features of the construction of dental arches according to the Hawley method are presented and the possibilities of using this technique only for some types of dental arches are shown. Information is given on the amendments to the calculations of the radius of the Hawley circle, taking into account the geometric laws of the circle. Attention is paid to the shape of the dental arch of the milky period of the bite and the possibility of using the Schwartz method in children only with optimal occlusive ratios without signs of anomalies of the dentition-jaw system is noted. Amendments to the A. Schwartz method are presented, taking into account the size of the teeth and the size of the diastem component. The method for determining the size of the dental arches by the parameters of diagnostic triangles and the dental pentagon is shown. Methods of graphic construction of predicted forms of arcs with their anomalies, as well as with defects of long length, including complete adentia, are presented. This analysis can be useful to orthopedic dentists and orthodontists when choosing methods of prosthetic and orthodontic treatment.

Keywords

dental arch, bite of permanent teeth, biometrics of dental arches, odontometry, Hawley method

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Графическое моделирование дентальных дуг определяется выбором методов протетического и ортодонтического лечения пациентов с зубочелюстной патологией [1]. Классическим хрестоматийным методом графической репродукции до настоящего времени считается методика Хаулея – Гербера – Гербста (Hawley – Herber – Herbst), представленная в многочисленных учебниках, учебных пособиях и периодических научных изданиях, которая рекомендуется к использованию в клинической практике [2]. В клинике ортопедической стоматологии данный метод позволяет проводить построение искусственных зубных дуг при изготовлении полных съемных протезов. В ортодонтической практике рекомендуют применять графическую репродукцию при дифференциальной диагностике аномалий формы и размеров дентальных дуг.

Однако имеются некоторые погрешности метода, на которые обратили внимание исследователи. Это, в первую очередь, касается того, что в основу метода положен показатель суммарной составляющей ширины коронковых частей фронтальных зубов одной из сторон арки, в частности клыка, бокового и центрального резцов верхней челюсти. Указанный параметр принят Hawley за радиус окружности, из верхней точки которой откладываются отрезки той же величины. Полученный сегмент окружности соответствует параметрам переднего отдела дентальной дуги, а секущая хорда сегмента определяет межклыковое расстояние. Высота сегмента (стрелка) определяет глубину переднего отдела зубной арки [3]. В окружность вписаны 6 радиусов, делящих окружность на секторы, длина дуги которых больше радиуса, поэтому специалистами показан расчет радиуса по длине сектора, а именно суммарной составляющей 3 фронтальных зубов. С учетом геометрических закономерностей круга предложено рассчитывать радиус окружности Hawley как утроенную величину суммы ширины коронок 3 фронтальных зубов, деленную на число π [4].

Другой особенностью графического построения окружности по методу Hawley является то, что в круг вписан правильный шестиугольник (гексагон) с углами в 120 градусов, а в сектор переднего отдела окружности вписывается равнобедренный резцово-клыковый треугольник. При этом углы между резцово-клыковыми диагоналями и межклыковым расстоянием будут соответствовать 30 градусам, синус которого равен 0,5 [5, 6]. Таким образом, во всех случаях построения дуги Hawley высота треугольника (глубина переднего отдела зубной арки) будет вдвое меньше резцово-клыковой диагонали, как катет, лежащий напротив угла в 30 градусов.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Особенностью зубных дуг человека является то, что форма дентальной дуги определяется не только и не столько размерами зубов, сколько аркадными и трузионными типами дуг. Даже при физиологической окклюзии специалистами выделены в современных классификациях девять типов дуг по совокупности трех аркадных (гнатических) и трех дентальных вариантов [7]. Указанные варианты и особенности строения дуг позволяет формировать диспансерные группы при лечении аномалий прикуса [8].

Специалистами отмечена взаимосвязь и корреляционная зависимость формы мезогнатических зубных дуг от данных одонтометрии [9]. Представлены особенности одонтометрии, расчет дентальных и интердентальных соотношений и индивидуальность зубов с учетом диморфизма по половому признаку [10, 11]. В приведенных исследованиях авторы показывают вариабельность передних зубов и, в частности, степень редукции латерального резца. При этом указывают на то, что верхний клык является ключевым зубом и для определения ширины коронок 3 передних зубов, достаточно размеры клыка увеличить втрое.

Показаны возрастные особенности взаимосвязи размеров дентальных арок с параметрами черепно-лицевого комплекса [12]. Автор отмечает, что на этом принципе основана методика Izard (1924), Berger (1927), определивших зависимость ширины лица между скуловыми ориентирами и шириной зубной арки в самой широкой ее части. Предложена методика построения элипсографа, у которого малая ось составляет половину ширины лица, а длинная ось равна ухо-резцовой величине. Однако авторами не отмечено, при каких типах лица и дентальных арок применялась данная методика, что требует более детального исследования в этом направлении. Тем не менее, показано, что при мезогнатическом варианте лица и дуг передние зубы могут располагаться в мезо-, про- и ретрузионном положении [13].

Аналогичные исследования были проведены и у пациентов с брахи- и долихогнатическими вариантами лица и дентальных арок [14]. В отмеченных выше работах представлены размеры дуг переднего сегмента в сагиттальном и трансверсальном направлении и диагоналей полной дуги и ее резцово-клыкового сектора, подчеркивающих вариабельность параметров переднего отдела зубной арки. В большинстве исследованиях специалисты рекомендуют проводить биометрический анализ на гипсовых моделях челюстей, выполненных из твердых сортов гипса (супергипса) [15].

Особое внимание уделяется параметрам гнатического отдела лица, на основе которых выделены типологически особенности. Представлен аналитический подход в определении взаимосвязи размеров лица, дентальных арок и одонтологической составляющей биометрии [16, 17].

На основе представленных классификаций типов лица и дуг определены их основные параметры и особое внимание уделено переднему отделу дуги, как наиболее вариабельной структуре зубо-челюстной области лица [18]. К тому же разработан способ оценки размеров зубов с шириной лица между скуловыми точками и представлен коэффициент для расчета [19].

В связи с тем, что размеры зубов не являются относительно стабильным ориентиром для графической репродукции, специалисты рекомендуют определять величину радиуса окружности для размещения верхних передних зубов на основе измерения ширины и глубины переднего отдела арки, что отличает данную методику от классического построения по Hawley. С целью определения межклыкового расстояния рекомендован клыково-назальный коэффициент [20]. Несмотря на то, что данная методика не лишена недостатков и возможна только при физиологической норме, или при ограниченных вариантах дуг, она нацеливает специалистов на поиск новых ориентиров для построения индивидуальной формы дуги.

Большое значение при построении зубных арок уделяется распределению их на трузионные типы. Отмечено, что при относительно равных размерах передних зубов глубина переднего резцово-клыкового сектора дуги протрузионного типа достоверно больше, чем при мезотузионном и, тем более, ретрузионном варианте [21].

На этом основании представлены особенности биометрии арок. Отмечено, что от трузионного типа зубной арки зависит величина углов резцово-клыкового треугольника, определяющего форму дуги [22, 23]. Представлены сведения о параметрах резцово-клыкового треугольника при разных типах дуг, включая расчет размеров диагоналей и межклыковой ширины [24]. Показаны особенности ротации зубов вокруг вертикальной оси для каждого типа дуг и их влияние на форму дуги и методику ее построения [25].

Большинство из рассмотренных методов графического построения зубных арок предложены для прикуса постоянных зубов. Тем не менее, специалисты обращают внимание на особенности дуг в периоде молочного и сменного прикуса [26, 27, 28]. В периоде прикуса молочных зубов форме арки, по методу A. Schwartz, соответствует полуокружность, за диаметр которой принимается трансверсальный размер между вторыми молочными молярами. Однако данный метод не может быть использован при сужении дуги в дистальном отделе. Специалистами рекомендовано диаметр дуги определять по длине полуокружности, которая соответствует суммарной величине ширины коронковых частей зубов молочного прикуса с добавлением размера диастемной составляющей, которая в среднем равна около 9 мм [29]. При этом показано, что соотношение диагонали дуги к сумме зубов составляет 1,01 ± 0,01 на верхней дуге и 1,02 ± 0,01 – на нижней арке.

На форму зубных дуг оказывают влияние аномалии окклюзионных взаимоотношений, отличающихся своим многообразием и вариабельностью признаков [30, 31, 32]. Выраженные аномалии формы верхней дуги встречаются у людей с врожденными аномалиями гнатической части лица и, в частности, при односторонних расщелинах губы и альвеолярного отростка, а также при дисплазиях соединительной ткани [33]. В подобных случаях при графическом построении дуги рекомендован алгоритм биометрического анализа с учетом выраженности аномалий и изменений в переднем секторе дуги [34].

Исследователи обращают внимание на форму зубных дуг с полным и неполным комплектом зубов. Наиболее вариабельной считаются асимметричные формы со смещением центральной (межрезцовой) точки в сторону [35, 36, 37, 38].

Для определения тактики лечения и уточнения диагностики предложен метод графического построения дентального треугольника, вершина которого определяет положение межрезцовой точки или центра зубной арки [39].

Большинство методов графической репродукции направлено на построение арки верхней челюсти [40]. Тем не менее, форма верхней дуги коррелирует с параметрами нижней арки и специалистами предложены различные коэффициенты дентальных соотношений и дуговых параметров в различных направлениях [41, 42].

Особый интерес графическое построение и моделирование искусственных зубных дуг представляет при протетическом лечении людей с дефектами зубных дуг большой протяженности и c полной адентией с учетом дентального онтогенеза [43, 44, 45]. В основе методов лежит построение альвеолярного пятиугольника (пентагона) с учетом расположения ключевых зубов, в частности вторых моляров и клыков [46]. При этом отмечено, что форма арки определяется параметрами лица, размерами альвеолярных дуг и вариантов трузионного расположения резцов. К тому же специалисты указывают на влияние и взаимозависимость трузионного положения резцов с функциональными и морфологическими особенности нижнечелюстного сустава [47].

С учетом мнения специалистов относительно особенностей расположения костных структур нижнечелюстного сустава у людей с различными типами дуг, представлены размеры ямки сустава на височной кости, параметры суставной головки с расчетом модулей каждого элемента и их конгруэнтности [48, 49]. Показаны особенности нижнечелюстных дентальных арок во взаимосвязи с пространственным расположением суставных головок. Отмечено относительное равенство площади суставного и дентального треугольников и показаны возможности построения диагностического треугольника нижней арки по размерам равностороннего суставного треугольника, стороны которого образовывают условные линии, проходящие через полюса суставных головок в трансверсальной плоскости [50].

Практически все графические методы построения зубных дуг, как правило, проводятся в окклюзионной норме и ориентированы на сагиттальные и трансверсальные размеры. Однако особенностями зубных дуг является отношение к окклюзионной плоскости и выраженность кривой Шпее. Показано влияние типов гнатической части на особенности расположения окклюзионной плоскости и, соответственно, на форму зубной арки [51].

Наиболее существенные изменения в расположении окклюзионной кривой и формы дуг отмечается у людей при снижении высоты гнатической части лица в динамике комплексного лечения [52, 53].

Эффективность графического анализа дуг, особенности моделирования прогнозируемых форм, представлен специалистами в динамике лечения, как ортодонтического, так и протетического [54]. При этом специалисты отмечают важность и необходимость оценки состояния тканей пародонта в ходе лечения, дозирование нагрузок и недопустимость выхода зубов за пределы прогнозируемой формы зубной дуги [55, 56]. Следует отметить, что большинство графических методов исследования предложены для средних типов лица и для более точной диагностики требуется их использование в сочетании с другими методами исследования при выборе персонализированного метода лечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, представленный анализ графических методов построения зубных дуг показал важность и целесообразность использования данной методики в клинической стоматологии и может быть полезен врачам стоматологам-ортопедам и стоматологам-ортодонтам при выборе методов протетического и ортодонтического лечения. Кроме того, сравнение графических репродукций может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых методов прогнозирования конструируемых форм дуг при их аномалиях, деформациях и дефектах различной протяженности и локализации.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.