RU2134064C1

RU2134064C1 - Method of densimetry of bone tissue density of jaws by images obtained by scanning of orthopantomogram

Info

Publication number: RU2134064C1
Application number: RU97107028A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Романовская; А.В. Романовский
Original assignee: Тверская государственная медицинская академия; Романовская Наталия Николаевна; Романовский Андрей Владимирович
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: roentgenology; may be used in performance of more accurate diagnoses of diseases of maxillofacial region. SUBSTANCE: method includes densimetry of part of jaw bones by orthopantomogram brought to display of computer by means of graphic editor; calculation on the basis of densitometry results of criterion of X-ray density of cavernous and cortical osseous tissue of patient in experimentally selected points of cervical vertebra bodies, in sections which have no deposition on their processes and cerebrospinal canal, and density of jaw bone section under interest; comparison of obtained densities and their analysis. Method allows determination of skialogic density of bone tissue with use of computer facilities. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к рентгенологии, и может быть использовано с целью определения "рентгенологической" плотности костной ткани для уточненной диагностики заболеваний челюстно-лицевой области. The invention relates to the field of medicine, namely to radiology, and can be used to determine the "radiological" bone density for an accurate diagnosis of diseases of the maxillofacial region.

Прототипом предлагаемого способа является "Способ определения коэффициента плотности костной ткани", предложенный Н.Н.Белоусовым, (автореф. дисс. канд. мед. наук, Тверь, 1995). Сущность его заключается в том, что при ортопантомографии в кассету вводили алюминиевую пластину толщиной 1 мм, площадью 9х2 см. Затем проводили фотометрическое исследование рентгеновского снимка на негатоскопе с одинаковым по мощности источником света с помощью прибора "Фотон-1" с диаметром съемочного пятна 5 мм. Затем определяли условную единицу плотности и минерализации костной ткани. Для этого проводили фотометрию освещенности рентгеновского снимка на нижней челюсти в области угла, а на верхней - в области бугра. Отношение показаний фотометра в области алюминиевой пластины и участка костной ткани в указанных выше точках авторы принимали за условную единицу плотности, с которой сравнивали плотность интересующего исследователя участка челюсти. The prototype of the proposed method is the "Method for determining the density coefficient of bone tissue" proposed by NN Belousov, (abstract. Diss. Cand. Candidate of Medical Sciences, Tver, 1995). Its essence is that during orthopantomography, an aluminum plate 1 mm thick, 9x2 cm in area, was inserted into the cassette. Then a photometric study of the X-ray photograph was carried out on a negatoscope with the same light source using the Photon-1 device with a shooting spot diameter of 5 mm . Then, the conventional unit of bone density and mineralization was determined. To do this, photometry of the x-ray illumination was performed on the lower jaw in the region of the angle, and on the upper - in the region of the tubercle. The authors took the ratio of the photometer readings in the region of the aluminum plate and the bone tissue site at the points indicated above as a conditional density unit, with which the density of the jaw site of interest was compared.

Недостатком данного способа является то, что авторы не учитывают нормальную рентгеноанатомию челюстно-лицевой области по ортопантомограммам, а именно на бугор верхней и угол нижней челюсти наслаивается тень верхних дыхательных путей и прокси- мального отдела пищеварительной трубки. Суперпозиция теней этих анатомических деталей, имеющих меньшую по сравнению с костной тканью плотность, создает картину ложного остеопороза, вследствие чего результаты измерений не отражают истинную плотность данного участка кости. Кроме того, известно, что фотоэкспонометр "Фотон-1", которым пользовались авторы, предназначен для измерения освещенности, напрямую зависящей от источника света в негатоскопе, на котором установлена ортопантомограмма. В каждой точке поверхности негатоскопа источник света (лампа) дает различную освещенность, что заведомо вносит погрешность в определение костной плотности, поэтому ошибка при определении остеопороза методом фотоденситометрии достигает 15% ("Диагностика и профилактика остеопороза" // Ортопедия и травматология / А.А.Свешников, 1989, N 4). The disadvantage of this method is that the authors do not take into account the normal X-ray anatomy of the maxillofacial region according to orthopantomograms, namely, the shadow of the upper respiratory tract and the proximal section of the digestive tube are layered on the tubercle of the upper and lower jaw. A superposition of the shadows of these anatomical details, which have a lower density compared with bone tissue, creates a picture of false osteoporosis, as a result of which the measurement results do not reflect the true density of this bone area. In addition, it is known that the Photon-1 photo exposure meter used by the authors is designed to measure the illumination directly depending on the light source in the negatoscope on which the orthopantomogram is installed. At each point on the surface of the negatoscope, the light source (lamp) gives different illumination, which obviously introduces an error in determining bone density, so the error in determining osteoporosis by photodensitometry reaches 15% ("Diagnosis and prevention of osteoporosis" // Orthopedics and traumatology / A.A. Sveshnikov, 1989, N 4).

Авторы изобретения поставили перед собой цель разработать новый способ определения скиалогической плотности костной ткани по ее изображениям, полученным путем сканирования ортопантомограмм, с использованием компьютерной техники. The inventors set a goal to develop a new method for determining the biological density of bone tissue from its images obtained by scanning orthopantomograms using computer technology.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить такие задачи, как:
1) экспериментальное обоснование выбора оптимальных точек, необходимых в качестве эталона для сравнения плотности пораженного участка кости с нормальной костной плотностью, характерной для данного больного,
2) расчет средней плотности костной ткани у данного пациента,
3) определение плотности костной ткани в пораженном участке,
4) анализ полученных данных.To achieve this goal it was necessary to solve such problems as:
1) experimental justification for the selection of the optimal points necessary as a reference for comparing the density of the affected area of the bone with normal bone density characteristic of this patient,
2) the calculation of the average density of bone tissue in this patient,
3) determination of bone density in the affected area,
4) analysis of the data.

Новым в определении плотности костной ткани является подход к решению проблемы, основанный на использовании возможностей современных графических редакторов дифференцировать 256 градаций серого цвета. A new approach to determining bone density is an approach to solving the problem, based on using the capabilities of modern graphic editors to differentiate 256 gradations of gray.

Авторы изобретения предлагают сравнивать рентгеновскую плотность челюстей с плотностью других костей скелета человека, так как они имеют отличное от челюстей кровоснабжение, иннервацию, не входят в зубочелюстной комплекс, не подвержены генерализованным поражениям зубочелюстной системы, попадают в зонографический срез. Всем этим требованиям удовлетворяют тела шейных позвонков, имеющиe свое отображение на ортопантомограмме. Для расчета средней скиалогической плотности костной ткани данного конкретного человека выбраны и экспериментально обоснованы стандартные точки как в губчатой, так и в кортикальной кости, в частности, участки тел шейных позвонков, свободные от наслоений их отростков или спинномозгового канала. The inventors propose to compare the x-ray density of the jaws with the density of other bones of the human skeleton, since they have a different blood supply to the jaw, innervation, are not included in the dentofacial complex, are not subject to generalized lesions of the dentofacial system, fall into the zonographic section. The bodies of the cervical vertebrae, which have their display on the orthopantomogram, satisfy all these requirements. To calculate the average skiogical density of the bone tissue of this particular person, standard points were selected and experimentally justified in both the cancellous and cortical bones, in particular, the sections of the body vertebrae that are free from layers of their processes or the spinal canal.

Способ реализуется следующим образом. Oртопантомограмма сканируется и выведенная на дисплей компьютера подвергается денситометрии с помощью компьютерного графического редактора, при этом рассчитывается критерий рентгенологической плотности губчатой и кортикальной костных тканей данного пациента в экспериментально выбранных точках тел шейных позвонков в участках, не испытывающих наслоений их отростков и спинномозгового канала. Затем производят денситометрию интересующего исследователя участка челюстных костей, после чего сравнивают его плотность с критерием нормы плотности кости данного пациента, анализируют, делают выводы. The method is implemented as follows. The orthopantomogram is scanned and displayed on a computer display subjected to densitometry using a computer graphic editor, and the criterion of the X-ray density of the spongy and cortical bone tissues of this patient is calculated at the experimentally selected points of the cervical vertebrae in areas that are not experiencing stratification of their processes and spinal canal. Then, densitometry of the researcher of the jawbone site is carried out, then its density is compared with the criterion for the norm of bone density of this patient, analyzed, conclusions are drawn.

По сравнению с прототипом заявляемый способ определения рентгенологической плотности костной ткани челюстей обладает следующими преимуществами:
- ортопантомограмму выводят на дисплей компьютера посредством графического редактора;
- за критерий для расчета рентгенологической плотности костной ткани принята плотность губчатой и кортикальной кости в экспериментально выбранных точках тел шейных позвонков в участках, не имеющих наслоений их отростков или спинномозгового канала.Compared with the prototype of the inventive method for determining the x-ray density of the bone tissue of the jaw has the following advantages:
- the orthopantomogram is displayed on a computer display using a graphical editor;
- as a criterion for calculating the x-ray density of bone tissue, the density of the spongy and cortical bone at the experimentally selected points of the cervical vertebrae in areas that do not have layers of their processes or the spinal canal is taken.

Пример. На ортопантомограмме пациентки А.(см. чертеж - изображение ортопантомограммы с хроническим остеомиелитом нижней челюсти), N истории болезни 1785, выведенной на дисплей компьютера сканированием с помощью графического редактора, по точкам 1, 2, 3, расположенным в губчатой костной ткани тела второго шейного позвонка, в участках, не испытывающих наслоений его отростков и спинномозгового канала, рассчитана средняя плотность, равная 72%, принятая за критерий плотности губчатой костной ткани, характерной для данной пациентки. По точкам 4, 5, 6, расположенным в компактной кости второго шейного позвонка, рассчитан критерий плотности, равный 68%, характерный для компактной кости данной пациентки. Example. On the orthopantomogram of patient A. (see drawing - image of an orthopantomogram with chronic lower jaw osteomyelitis), N case history 1785, displayed on a computer display by scanning using a graphical editor, at points 1, 2, 3 located in the spongy bone tissue of the body of the second cervical the vertebra, in areas not experiencing stratification of its processes and the spinal canal, the average density is calculated equal to 72%, taken as a criterion for the density of the spongy bone tissue characteristic of this patient. At points 4, 5, 6, located in the compact bone of the second cervical vertebra, a density criterion of 68% was calculated, which is characteristic of the compact bone of this patient.

Расчет критерия средней плотности костной ткани пациента производили по формуле:

где P_г - критерий плотности губчатой костной ткани,

где P_к - критерий плотности компактной костной ткани данного пациента.The calculation of the criterion of the average density of bone tissue of the patient was carried out according to the formula:

where P _g - density criterion for cancellous bone tissue,

where P _to - density criterion for compact bone tissue of a given patient.

Claims

The method of densitometric determination of the x-ray density of the bone tissue of the jaw from the images obtained from the orthopantomograms by scanning, densitometry of the jawbone section by the orthopantomogram, comparing its density with the criterion for calculating the x-ray density and analysis, characterized in that the orthopantomogram is displayed on a computer using a graphical editor, calculate according to it, the criterion of x-ray density of the spongy and cortical bone tissues of the patient in the experiment at the selected points of the bodies of the cervical vertebrae in areas that do not experience stratification of their processes and the spinal canal, and the density of the area of interest of the jaw bones and compare them.