11. Перспективы повышения качества диагностики и лечения зубочелюстно-лицевых аномалий

В последнее время стали уделять больше внимания вопросам ус­корения диагностики зубочелюстно-лицевых аномалий, повышения ее качества и надежности, разработке методов, ускоряющих орто-донтическое лечение и позволяющих достигнуть устойчивых ре­зультатов.

Один из путей для решения указанных проблем — широкое ис­пользование электронно-вычислительных машин.

11.1. Возможности и перспективы использования

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН В ОРТОДОНТИИ

Последние два десятилетия характеризуются широким проникнове­нием методов прикладной математики в медицину, особенно для ре­шения задач диагностики. Накопленный опыт в отдельных областях медицины, в том числе в кардиологии, показал, что можно разра­батывать алгоритмы диагностики и соответствующие программы для ЭВМ. Характерным решением диагностических программ в сомнительных ситуациях является «отказ от диагноза». В таких случаях используют дополнительную информацию, и диагноз ста­вит врач.

Машинный метод диагностики в ортодонтии имеет преимущест­ва перед клиническими методами: используя его, можно суммиро­вать многолетний опыт работы многих высококвалифицированных специалистов; применение ЭВМ ускоряет диагностику в каждом конкретном случае.

Для машинной диагностики важно, чтобы информацию можно было анализировать легко и однозначно, чтобы количественное различие одних и тех же признаков давало объективные данные для окончательного суждения.

Методы исследования в современной ортодонтии базируются на изучении количественных параметров в трехмерной системе коор­динат, ориентированной относительно черепа, поэтому получаемые данные пригодны для машинной обработки.

Применение ЭВМ для диагностики в ортодонтии возможно бла­годаря следующим факторам:

— разработаны методы количественной оценки отклонений в строении органов зубочелюстной системы и всего лицевого скелета;

— информация, получаемая при изучении телерентгенограмм головы, достаточная для анализа полученных данных и по­становки диагноза;

— число параметров, которые должны быть измерены, относи­тельно невелико (около 40), но они информативны. Однако

266

для установления дифференциального диагноза необходимо большее число данных;

— накоплены статистические материалы по изучению историй болезней, диагностических моделей челюстей, которые в со­вокупности с данными телерентгенографического изучения головы достаточны для разработки диагностических алго­ритмов.

При разработке системы методов машинной диагностики в орто­донтии можно выделить несколько направлений исследования: во-первых, это — статистический анализ данных; во-вторых — непо­средственная разработка алгоритмов диагностики; в-третьих — разработка математической модели зубочелюстной системы.

Качество диагностики определяется как информацией, так и алгоритмами, обрабатывающими ее. Принципы построения алго­ритмов диагностики различны. Можно выделить три класса алго­ритмов, которые целесообразно исследовать в первую очередь. Это алгоритм «врача», соответствующий логике квалифицированного врача-диагноста, алгоритм, основанный на теории статистических решений, и алгоритм, построенный на распознавании образов. Пер­спективным направлением является разработка математической модели зубочелюстной системы с ее реализацией на ЭВМ. Такая модель позволит получать информацию в необходимом объеме и проводить эксперименты на ЭВМ, моделируя соответствующие ано­малии.

Использование методов теории статистических решений, распоз­навания образов, моделирования искусственного интеллекта оказы­вает в свою очередь влияние и на врачей.

В процессе внедрения машинной диагностики возникают трудно­сти: математические, медицинские и организационные. Однако пре­имущества этих методов очевидны, поскольку они способствуют ус­корению дифференциальной диагностики и уменьшению ошибок, что позволяет достигать последовательности и преемственности в оказании помощи больному, улучшает научную организацию труда, планирование ортод оптической помощи и прогнозирование потреб­ности в ней.

-И.2. ДИАГНОСТИКА ЗУБОЧЕЛЮСТНЫХ АНОМАЛИЙ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

-Современные методы исследования в ортодонтии базируются на изучении данных в трехмерной системе координат, ориентирован­ной относительно черепа.

Ф. Я. Хорошилкина, Ю. М. Малыгин совместно с математиками Г. А. Фрейманом, В. А. Биллигом, Е. Л. Берсеневой (1977) разра­ботали методику ортодонтической диагностики с помощью ЭВМ. Анализ боковых ТРГ головы был проведен по методу А. М. Schwarz

-с дополнениями. Р. Bimler, R. Frankel, Ф. Я. Хорошилкиной, А. П. Колоткова. Полученные характеристики регистрировали в диагностической карте: фамилию и имя больного (№ 1), пол (№ 2),

267

возраст (№3), дату выполнения ТРГ (№4), линейные и угловые величины (параметры 5—67). Исследование включало статистиче­ский анализ полученных данных, разработку алгоритмов диагнос­тики и математической модели зубочелюстной системы. Были соз­даны алгоритмы диагностики и пакет диагностических программ для их последующей реализации на ЭВМ «М-222» и «ЕС-1020». Ал­горитм «врача» основан на теории статистических решений и по­строен на распознавании образов. Использованы 4 математических метода распознавания образов.

На основании проведенных исследований определено строение лицевого скелета при ортогнатическом (I), дистальном (II) и ме-зиальном (III) прикусах с учетом периодов их формирования (сменный и постоянный прикусы). Диагностика включала 2 этапа:

1 — установление основного диагноза (I, II, III); 2 — уточнение ло­кализации зоны нарушения (дентоальвеолярные и гнатические).

Наибольшую диагностическую ценность имеют параметры со статистически различимыми средними значениями. В результате статистического анализа 63 телерентгенографических параметров при ортогнатическом прикусе и патологическом обнаружены 5 наи­более информативных и хорошо различимых параметров (<$:NAPg, <^NAB, <^ABSpP, величина сагиттальной щели и положение пер­вых верхних премоляров относительно «стресс-оси» по Bimler). Они характеризуют положение челюстей относительно друг друга и переднего участка основания черепа. Полученные данные под­тверждают клиническую диагностику сагиттальных аномалий по со­отношению зубных рядов в прикусе и подтверждают их влияние на степень выпуклости или вогнутости профиля лица. Перечисленные параметры особенно надежны для машинной дифференциальной диагностики дистального и мезиального прикусов. При ортогнати­ческом прикусе эти 5 размеров, как и большинство других, занима­ют промежуточное положение по сравнению с таковыми при дис­тальном и мезиальном прикусах. Это затрудняет отграничение па­тологии от нормы, поэтому дополнительно оценивались хорошо раз­личимые параметры (<^:NAPg, <^ММ, <^СТ) или удовлетворительно различимые (<^SeNPg, <^:SeNB, <^1—MP, Pn—Pg) (табл. 17).

Таблица ] 7. Вероятность правильной диагностики сагиттальных аномалии прикуса с помощью ЭВМ (см. 3. 4. 5)

Сравниваемые пары классов (по Энглю)	Использованные параметры	Вероятность правильного диагноза, %
II—III	50, 22	11—100	III—100
1—11	50	1—97,2
	50, 34, 10, 59,
	57, 31, 21		Uon ——Vv
I-III	50, 59. 22, 31,	1—98,6	III—95,6
	54, 63,

268

При поступлении телерентгенографических данных в ЭВМ про­изводится их сортировка, позволяющая отнести случай к I, II или III классу путем сравнения с нормой. Проверка такого диагности­ческого подхода подтвердила его надежность (табл. 18).

Таблица 18. Вероятность правильной диагностики подклассов II; и II; с помощью ЭВМ (см. 3.4.5)

Сравниваемые подклассы	Параметры	Вероятность правильного диагноза, %
ili-l4	27, 51, 44, 50, 33	III—96,08	I la—94,74

Выявлены оптимальные параметры, на основании которых мож­но установить основной диагноз и локализацию нарушений. Напри­мер, при рассмотрении дистального прикуса выделены подклассы hi и Из по Энглю.

Немаловажное значение имеет разработка модели лицевого ске­лета, отражающей основные закономерности его строения. Она представляет собой геометрическую фигуру, отображающую поло­жение основных анатомических ориентиров и линий ссылок. Их взаимоположение характеризуется совокупностью линейных и угло­вых параметров, полученных при измерении боковых ТРГ. В моде­ли лицевого скелета различают краниальную и гнатическую части. разделяемые плоскостью SpP. В гнатической части наиболее ин­формативны следующие размеры: MTi, МТз и <^Go.

Нами выявлен участок лицевого скелета, подвергающийся лишь незначительным изменениям, несмотря на индивидуальные, поло­вые, возрастные различия как в норме, так и при патологии. Это область лицевого скелета с координатами п—N—Se—Со—Or—H— —n, определяемыми по анатомическим ориентирам.

Создан алгоритм изучения лицевого скелета. Расположение вы­деленных точек определяют в системе координат хОу, где ось Ox— прямая Рп, ось Оу — прямая N—Se. Другие точки и плоскости фик­сируют относительно ранее найденных.

Разработана методика графического построения лицевого скеле­та ручным и машинным способами, опирающаяся на законы геомет­рического построения.

Следующим этапом разработки дифференциально-диагностичес­ких методов было определение индивидуальной нормы строения ли­цевого скелета, рассчитываемой на основании анализа связей меж­ду параметров с сильной корреляцией.

Применение методов регрессионного анализа позволило выя­вить нарушенные связи и определить параметры, на основании ко­торых строили модель лицевого скелета, названную «средней инди­видуальной нормой». Зоны нарушения устанавливали путем визу­ального сопоставления модели лицевого скелета больного с его «средней индивидуальной нормой».

269