Уже не первый год на клинической базе кафедры ортопедической стоматологии РУДН проводятся исследования палеоантропологических находок, относящихся к разным территориям и историческим пероидам. Ученые Российского университета дружбы народов совместно с коллегами из МФТИ и МГУ предложили новый способ изучения морфологии зубов. Метод полностью автоматизирован и применяется на трехмерных моделях, полученных при помощи рентгеновской микротомографии. При помощи этого метода изучаются зубы из археологического памятника Сунгирь, обретшего мировую известность, однако его также можно применять и в обычной стоматологической практике. Результаты опубликованы в журнале Journal of Imaging.
Один из методов, который применяют антропологи для изучения эволюции человека и понимания исторических процессов, это одонтометрия — измерение размеров зубов. Для этого обычно используют инструмент, похожий на штангенциркуль с заостренными ножками — однтометр, который позволяет проводить измерения с точностью до десятой доли миллиметра. Ученые из РУДН обратили внимание на то, что существующие технологии — компьютерная микротомография, моделирование и анализ трехмерной поверхности — позволяют исследовать зубы гораздо более детально. К разработке метода подтолкнул опыт стоматологической практики и наблюдений — при лечении врач всегда осматривает зуб, изучает его морфологию — бугорки и углубления. На основе предложенных интерпретаций и был создан метод автоматической обработки томографических изображений, работа которого была продемонстрирована на примере анализа морфологии зубов древнего человека.
«Подходы к изучению морфологии зубов различаются в стоматологии и антропологии. Стоматологи не столь же детально изучают вариабельность зубов, что и одонтологи, но морфологичские аспекты, связанные со смыканием зубов и зубных рядов, находятся под их пристальным наблюдением. Общепринятым подходом к морфологическим исследованиям стал визуальный осмотр зубов и связанные с ним оценки, не носящие измерительного характера. Это то, с чего начинается любой классический учебник по морфологии зубов. В традиционной технике измерений зубов главным инструментом остается одонтометр, хотя он подходит скорее для общих оценочных исследований, чем для описания морфологии зуба. Вместе с тем точность, объем и полнота данных, которые можно получить современными методами, достаточны для полноценного морфометрического исследования, а не только для определения размеров зуба, как это присуще традиционным методам», — отмечает Армен Габучян из Медицинского института РУДН.
Представленный метод получил название автоматической цифровой одонтометрии (АЦО). Он был предложен теми же авторами в 2019 году. АЦО полностью переводит ручную работу специалиста по одонтометрии в автоматический цифровой режим. Сегодня АЦО применяют не только в антропологии, но и для изучения палеонтологических находок. Медики продемонстрировали новый подход к изучению морфологии зуба с помощью АЦО на примере зубов, найденных на стоянке древнего человека Сунгирь во Владимирской области. В разных работах датировки находок из этой верхнепалеолитической стоянки относят назад на 26-30 тыс. лет, когда морфологические черты современного человека оказались во многом уже сформированными. Для исследования был выбран верхний левый седьмой зуб подростка из сунгирского захоронения.
Первый этап исследования зуба — компьютерная микротомография. Полученные изображения затем обрабатываются автоматически и получается 3D-реконструкция зуба. Следующий шаг — установление ориентации зуба. Медики РУДН предложили алгоритм для автоматической ориентации зуба. Это итерационный процесс, в котором для каждой точки зуба устанавливается гауссова кривизна (мера искривления поверхности) и исходя из этого определяются границы анатомической окклюзионной поверхности зуба; данная морологическая структура служит для задания системы координат. Второй этап — построение поперечных сечений зуба. Завершающий этап — измерения. Они проводятся также в автоматическом режиме, однако процесс этот управляемый, и исследователь может изменять настройки, адаптируя их под исследовательские задачи. В отличие от традиционных методов, новая техника позволяет проводить одонтометрические измерения одновременно по внешним (эмалевым) и внутренним (дентиновым) контурам.
«Важная особенность томографической визуализации — возможность заглянуть во внутренние зубные структуры. Теперь их можно изучать и сравнивать с внешней морфологией. Ранее мы проводили измерения отдельно для эмали и дентина. Однако интересно их сравнить одновременно, особенно учитывая различия в динамике изменений, происходящих на внешних и внутренних морфологических слоях зубов», — рассказывает Армен Габучян.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
