UA17473U - Method for stereotopometric assessment of face proportionality - Google Patents

Abstract

The method for stereotopometric assessment of face proportionality consists in obtaining the serial pictures by scanning the facial area with the spiral tomography. The scanning in performed from the anthropometric point in the edge of the chin to the point located in the bridge of the nose. The polygons for the face are plotted with the aid of computer when the coordinates of the anthropometric points are transferred to the virtual three-dimensional stage of the software. The specified anthropometric points are connected by the lines producing the series of the areas of polygons, triangles, and the angles. These figures are indicative of the state of face proportionality. The discordance of the proportional parameters suggests the presence of certain anatomical structures within the area.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до медицини, зокрема, до хірургічної стоматології, призначена для 2 комплексного визначення зубощелепних аномалій.The useful model refers to medicine, in particular, to surgical stomatology, intended for 2 comprehensive determination of dento-jaw anomalies.

Відомий спосіб аналізу пропорції обличчя в фас та профіль, що включає визначення антропометричних точок шляхом вимірювання та фіксації уявних ліній у горизонтальній і вертикальній системі координат за допомогою антропометра або штангового циркуля |Шапаренко П.П., Смольський Л.П. Анатомія людини" Том 2, КиївA known method of analyzing the proportion of the face in front and profile, which includes the determination of anthropometric points by measuring and fixing imaginary lines in the horizontal and vertical coordinate system with the help of an anthropometer or bar compass |Shaparenko P.P., Smolsky L.P. Human anatomy" Volume 2, Kyiv

Здоров'я", 2005р. ст.332-334). 70 Однак, даний спосіб не враховує побудову полігонів, а також кути нахилу площини полігонів у три вимірній системі координат. Внаслідок чого, він не дає повну інформацію щодо точної оцінки особливостей побудови обличчя.Health", 2005, articles 332-334). 70 However, this method does not take into account the construction of polygons, as well as the angles of inclination of the plane of the polygons in the three-dimensional coordinate system. As a result, it does not provide complete information regarding the accurate assessment of the features of the construction of the face .

Відомий спосіб фотометричного дослідження, що включає побудову полігонів фасу та профілю обличчя за допомогою фотокарток (Зубкова Л.П., Хорошилкина Ф.Я., Петрова Ю.К. "Нарушение зубньїх дуг и лицевого 12 отдела черепа при глубоком прикусе и способьї лечения", Одеса, 1991г., с.281.There is a known method of photometric research, which includes the construction of polygons of the face and profile of the face with the help of photo cards (L.P. Zubkova, F.Ya. Khoroshilkina, Yu.K. Petrova "Disruption of the dental arches and the facial 12th part of the skull in a deep bite and treatment methods" , Odessa, 1991, p. 281.

Проте недоліком даного способу є те, що порівняння форм обличчя проводиться без визначення розмірів полігонів, що не дає можливість дати точну оцінку будови обличчя. Крім того, вимірювання проводиться тільки в двомірному просторі, а отже не має можливості отримати інформацію щодо пропорційності обличчя.However, the disadvantage of this method is that the comparison of face shapes is carried out without determining the sizes of the polygons, which does not make it possible to give an accurate assessment of the structure of the face. In addition, the measurement is carried out only in two-dimensional space, and therefore it is not possible to obtain information about the proportionality of the face.

Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб дослідження обличчя, що включає одержання знімків голови в фас та профіль, побудову полігонів фасу та профілю обличчя на знімках, і проведення визначення площі полігонів - багатокутників. При цьому одержання знімків голови в фас та профіль проводять за допомогою фотокарток, а побудова полігонів на знімках проводиться шляхом визначення площі багатокутників фасу і профілю обличчя за допомогою планіметра (Патент України, Мо33225А, Аб1С19/09 пріоритет від 22.01.1999р.)The method closest to the claimed method is a method of face research, which includes receiving pictures of the head in front and profile, building polygons of the face and profile of the face on the pictures, and determining the area of polygons - polygons. At the same time, taking pictures of the head in the face and profile is carried out with the help of photo cards, and the construction of polygons on the pictures is carried out by determining the area of polygons of the face and profile of the face with the help of a planimeter (Patent of Ukraine, Mo33225A, Ab1C19/09 priority from 01.22.1999)

Але й цей спосіб не дає повну інформацію щодо пропорційності обличчя, тобто, симетричності ділянок -о обличчя. Це зумовлене тим, що вимірювання проводяться тільки в двовимірному просторі, котрий не враховує кути нахилу площини полігонів. Внаслідок чого, не забезпечується точність вимірювань побудови обличчя, що не дозволяє визначити величину асиметричності - ступінь розвитку анатомічних утворів обличчя.But even this method does not provide complete information about the proportionality of the face, i.e., the symmetry of the areas of the face. This is due to the fact that measurements are carried out only in two-dimensional space, which does not take into account the angles of inclination of the plane of the polygons. As a result, the accuracy of measurements of the structure of the face is not ensured, which makes it impossible to determine the amount of asymmetry - the degree of development of the anatomical features of the face.

В основу корисної моделі поставлено завдання створення нового більш вдосконаленого способу о дослідження обличчя, придатного для визначення величини пропорційності обличчя при зубощелепних ча аномаліях, за рахунок застосування стереотопометричного визначення параметрів обличчя і використання комп'ютерної програми, забезпечити точність вимірювань асиметричності облич тим самим, є можливість З отримати інформацію про розвиток анатомічних утворів обличчя. чаThe basis of a useful model is the task of creating a new, more advanced method of facial research, suitable for determining the amount of facial proportionality in case of dento-maxillofacial anomalies, due to the use of stereotopometric determination of facial parameters and the use of a computer program, to ensure the accuracy of face asymmetry measurements by the same, it is possible To get information about the development of the anatomical formations of the face. Cha

Поставлене завдання корисної моделі вирішується тим, що спосіб, який включає одержання знімків голови в 3о фас та профіль, побудову полігонів фасу та профілю обличчя на знімках і проведення визначення площі -- полігонів - багатокутників. Згідно корисної моделі, знімки здійснюють спіральним томографом шляхом пошарового сканування - від однієї антропометричної точки розташованої на краю підборіддя до іншої розташованої в ділянці перенісся, і побудову полігонів обличчя проводять на комп'ютері, при цьому координати « антропометричних точок переносять на віртуальну тривимірну сцену комп'ютерної програми, наприклад, З програми ЗО 5іцайо тах 3.1 у масштабі 1:1, де, визначені антропометричні точки, які з'єднанні серіями ліній, с утворюють серії площ полігонів у формі багатокутників, трикутників і кутів, що висвітлюються за якимиThe set task of a useful model is solved by the fact that the method, which includes receiving 3-o face and profile pictures of the head, building polygons of the face and profile of the face on the pictures and determining the area - polygons - polygons. According to a useful model, images are taken with a spiral tomograph by layer-by-layer scanning - from one anthropometric point located on the edge of the chin to another located in the bridge of the nose, and the construction of face polygons is carried out on a computer, while the coordinates of "anthropometric points are transferred to a virtual three-dimensional computer scene" computer program, for example, from the ZO 5itsayo tah 3.1 program on a scale of 1:1, where, defined anthropometric points, which are connected by a series of lines, form a series of areas of polygons in the form of polygons, triangles and angles, which are highlighted by

Із» визначається стан пропорційності обличчя, а при неспівпаданні пропорційних параметрів судять про ступінь анатомічних утворів на обличчі.From" the state of proportionality of the face is determined, and if the proportional parameters do not match, the degree of anatomical formations on the face is judged.

За рахунок того, що запропоновано знімки отримувати спіральним томографом у вигляді тіньового зображення серії зрізів від однієї визначеної антропометричної точки до іншої та внаслідок використання - комп'ютера для побудови полігонів, із використанням програми, маємо достатнє рішення для поставленої задачі. -І Побудова полігонів ЗО комп'ютерної моделі обличчя на комп'ютері дозволяє здійснювати вимірювання у тривимірній системі координат, тобто, враховувати й кути нахилу площини полігонів (у порівняні до прототипу). шк У той саме час використання комп'ютерної програми ЗО іа тах 3.1. зумовлює точне висвітлювання -і 20 вимірювальних параметрів.Due to the fact that it is proposed to obtain images with a spiral tomograph in the form of a shadow image of a series of sections from one determined anthropometric point to another, and due to the use of a computer for constructing polygons, using the program, we have a sufficient solution for the given task. -I Construction of polygons ZO of a computer model of a face on a computer allows measurements in a three-dimensional coordinate system, that is, to take into account the angles of inclination of the plane of the polygons (compared to the prototype). shk At the same time of using the computer program ZO and tah 3.1. ensures accurate lighting - and 20 measurement parameters.

Отож, пропоноване застосування стереопометричного визначення параметрів обличчя і комп'ютерної с» програми дає можливість забезпечити точність вимірювань асиметричності обличчя, тим самим, отримати ступінь розвитку анатомічних утворів обличчя.So, the proposed application of stereopometric determination of face parameters and computer software makes it possible to ensure the accuracy of measurements of facial asymmetry, thereby obtaining the degree of development of anatomical features of the face.

Спосіб стереотопометричного дослідження пропорційності обличчя здійснюється таким чином. 29 Пацієнту із стоматологічною патологією проводять рентгенологічні дослідження за допомогою комп'ютерної с томографії. Для цього, спіральним томографом здійснюється сканування лицевого відділу голови. Отримують серію зрізів - від антропометричної точки, яка розташована на краю підборіддя, до антропометричної точки, яка розташована в ділянці перенісся. Потім проводиться реконструкція обличчя на якому зазначають (відмічають) серію антропометричних точок. Після цього, проводять побудову полігонів обличчя на комп'ютері. Для цього 60 координати антропометричних точок переносяться на віртуальну тривимірну сцену комп'ютерної програми ЗОThe method of stereotopometric research of the proportionality of the face is carried out as follows. 29 A patient with a dental pathology is undergoing X-ray examinations with the help of computer tomography. For this purpose, scanning of the front part of the head is carried out with a spiral tomograph. A series of slices is obtained - from the anthropometric point located on the edge of the chin to the anthropometric point located in the area of the bridge of the nose. Then a reconstruction of the face is performed, on which a series of anthropometric points are marked. After that, the polygons of the face are built on the computer. For this, 60 coordinates of anthropometric points are transferred to the virtual three-dimensional scene of the computer program ZO

Зійдіо тах 3:1 - у масштабі 1:1. Згодом, за допомогою зазначеної комп'ютерної програми, що призначена для тривимірного моделювання, визначені антропометричні точки, з'єднуються серіями лініями. Останні, утворюють серії площ полігонів у формі багатокутників, трикутників і кутів, що висвітлюється на комп'ютері. Отримана таким чином математична інформація про площі полігонів дає можливість визначити пропорційність бо (асиметричність) обличчя. А при неспівпаданні пропорційних параметрів шляхом їх суміщення судять про ступінь анатомічних відхилень - утворів на обличчі. Так ми, через об'ємне багато площинне визначення анатомічної ділянки, отримуємо точність вимірювань асиметричності обличчя.Ziidio tach 3:1 - on a scale of 1:1. Subsequently, with the help of the specified computer program designed for three-dimensional modeling, the determined anthropometric points are connected in series with lines. The latter form a series of polygon areas in the form of polygons, triangles and angles, which is displayed on the computer. Mathematical information about the areas of polygons obtained in this way makes it possible to determine the proportionality (asymmetry) of the face. And if the proportional parameters do not match, by combining them, the degree of anatomical deviations - formations on the face is judged. Thus, through the three-dimensional, multi-planar definition of the anatomical area, we obtain the accuracy of facial asymmetry measurements.

Приклад втілення способу.An example of the implementation of the method.

Спосіб конкретного прикладу ілюстровано: - Фіг.1 - зображено математичну модель обличчя пацієнта, на якій зазначені антропометричні точки; - Фіг2 - зображено математичну модель параметрів обличчя пацієнта з зазначеними площинами (1 - франкфуртська площина, 2 - сагітальна серединна площина); - Фіг.3 - зображено схему побудови полігонів на обличчі пацієнта в фас; 70 - Фіг.4 - також - в профіль.The method of a specific example is illustrated: - Fig. 1 - shows a mathematical model of the patient's face, on which anthropometric points are indicated; - Fig2 - shows a mathematical model of the patient's face parameters with the specified planes (1 - Frankfurt plane, 2 - mid-sagittal plane); - Fig. 3 - shows the scheme of building polygons on the patient's face in front view; 70 - Fig. 4 - also - in profile.

Хвора М., 20 років. Клінічний діагноз: прогенічний прикус. Для постановки діагнозу та планування профільного визначеного лікування проводять комп'ютерну томографію. За допомогою спірального томографа проведено сканування лицевого відділу голови від антропометричної точки ОМ, яка розташована на краю підборіддя, до антропометричної точки М - ділянки перенісся. Отримавши зрізи проводять ЗО реконструкцію /5 рельєфу обличчя та кісток лицевого скелету. Потім на зрізах відмічаються серії антропометричних точок координати (дані) яких переносять і масштабі 1:1, на віртуальну тривимірну сцену комп'ютерної програми ЗО зЗіцао тах 3:11. Згодом за допомогою програми визначені (основні) антропометричні точки з'єднують серіями ліній. Останні, утворили площі полігонів. За результатами яких отримано (що основні зміни відбулися наступні): - спостерігається зменшення кута нахилу лінії АГ, ГО по відношенню до сагітальної площини та збільшення кута по відношенню до франкфуртської горизонталі, що свідчать про переміщення ротової щілини у медіальному напрямку, через виражену прогенію; - спостерігається зменшення відстані між точками ГО 102 свідчить про зменшення ротової щілини; - спостерігається збільшення кута між лініями ЗЕ О, яке проведена до лінії, що проходить крізь точки 0 обох кутів ротової щілини.Patient M., 20 years old. Clinical diagnosis: progenic bite. Computed tomography is performed to make a diagnosis and plan a profile-specific treatment. With the help of a spiral tomograph, a scan of the facial part of the head was carried out from the anthropometric point OM, which is located on the edge of the chin, to the anthropometric point M - the bridge of the nose. After receiving the sections, 3D reconstruction /5 of the relief of the face and the bones of the facial skeleton is performed. Then, a series of anthropometric points are marked on the sections, the coordinates (data) of which are transferred and scaled 1:1 to the virtual three-dimensional scene of the computer program ZO zZitsao tah 3:11. Subsequently, with the help of the program, the determined (main) anthropometric points are connected by a series of lines. The latter formed areas of landfills. According to the results of which it was obtained (that the main changes took place as follows): - there is a decrease in the angle of inclination of the AG, GO line in relation to the sagittal plane and an increase in the angle in relation to the Frankfurt horizontal, which indicate the movement of the oral cavity in the medial direction, due to pronounced progenia; - the observed decrease in the distance between the points of GO 102 indicates a decrease in the oral cavity; - there is an increase in the angle between the lines ZE О, which is drawn to the line passing through the points 0 of both corners of the oral cavity.

Графічно утворений трикутник ГО, 102, 8 з направленою точкою змикання губ 5 до верху - свідчить про З перекриття нижньою губою верхню, що є проявом прогенічного прикусу на обличчі; - спостерігають збільшення кута між лінією ЕХ, ЕМ проведеною до лінії, що проходить крізь точки ЕМ обох очних щілин, що свідчить про опускання матеріальних кутів очей; - спостерігаються зміни в конфігураціях площин трикутників ГО 72, ЕМ, ЕХ та 072, АЇ, ЕМ. Зменшувалися со кути ЕМ, Г012, АЇ,, а отже зменшувалися кути ЕМ, ЕХ, 10, відповідно; їч- - спостерігалося збільшення кута нахилу площин цих трикутників по відношенню до площини франкфуртської горизонталі засвідчує, що збільшується кут нахилу площини трикутника ЕХ, МГ, ГО по відношенню до площини « франкфуртської горизонталі; М - спостерігається збільшення кута нахилу трикутника 0 7, 107, Ру по відношенню до площиниThe graphically formed triangle GO, 102, 8 with the directed point of closing the lips 5 to the top - indicates the overlap of the lower lip with the upper lip, which is a manifestation of a progenic bite on the face; - observe an increase in the angle between the line EX, EM drawn to the line passing through the points EM of both eye slits, which indicates the lowering of the material corners of the eyes; - there are changes in the configurations of the planes of the triangles GO 72, EM, EX and 072, AI, EM. The angles EM, Г012, АЙ,, and therefore the angles EM, ЭХ, 10 decreased, respectively; ich- - the observed increase in the angle of inclination of the planes of these triangles in relation to the plane of the Frankfurt horizontal proves that the angle of inclination of the plane of the triangle EH, MG, GO in relation to the plane of the "Frankfurt horizontal" is increasing; M - there is an increase in the angle of inclination of the triangle 0 7, 107, Ru in relation to the plane

Зо франкфуртської горизонталі, аналогічні зміни маємо із лініями Мг, СМ. --From the Frankfurt horizontal, we have similar changes with the lines Мг, СМ. --

Отож, за даними результатами маємо необхідну математичну інформацію щодо пропорційності окремих паралелів обличчя при зазначеній зубощелепній аномалії.So, according to these results, we have the necessary mathematical information regarding the proportionality of individual parallels of the face with the specified dento-maxillary anomaly.

Claims (1)

«" Формула винаходу -Formula of the invention - с з» Спосіб стереотопометричного дослідження пропорційності обличчя, що включає одержання знімків голови в фас та профіль, побудову полігонів фасу та профілю обличчя на знімках і проведення визначення площ полігонів-багатокутників, який відрізняється тим, що знімки здійснюють спіральним томографом шляхом пошарового сканування від однієї антропометричної точки, розташованої на краю підборіддя, до розташованої вс з» The method of stereotopometric research of the proportionality of the face, which includes obtaining pictures of the head in front and profile, building polygons of the face and profile of the face on the pictures and determining the areas of polygons-polygons, which differs in that the pictures are taken with a spiral tomograph by layer-by-layer scanning from one anthropometric the point located on the edge of the chin to the point located in - ділянці перенісся, і побудову полігонів обличчя проводять на комп'ютері при цьому координати -І антропометричних точок переносять на віртуальну тривимірну сцену комп'ютерної програми, наприклад програми ЗО Зіцдіо тах 3:1 у масштабі 1:1, де визначені антропометричні точки, які з'єднані серіями ліній, о утворюють серії площ полігонів у формі багатокутників, трикутників і кутів, що висвітлюються, за якими -і 20 визначається стан пропорційності обличчя, і при неспівпаданні пропорційних параметрів судять про ступінь анатомічних утворів на обличчі. сю»- the area of the bridge of the nose, and the construction of facial polygons is carried out on the computer, while the coordinates of -I anthropometric points are transferred to a virtual three-dimensional scene of a computer program, for example, the ZO Zitsdio tah 3:1 program on a scale of 1:1, where anthropometric points are determined, which connected by a series of lines, о form a series of areas of polygons in the form of polygons, triangles and highlighted angles, by which - and 20 the state of proportionality of the face is determined, and if the proportional parameters do not match, the degree of anatomical formations on the face is judged. this" с 60 б5p. 60 b5