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Medicine

Demostración de anotación de hito cefalométrico tridimensional en tomografías computarizadas de haz cónico humano

Published: September 8, 2023 doi: 10.3791/65224
Automatic Translation
1,2, 2, 1, 1, *2,3,4, *1
1National Institute of Dental and Craniofacial Research, 2College of Dental Medicine, Roseman University of Health Sciences, 3University of Utah School of Medicine, 4George E. Wahlen VA Medical Center
* These authors contributed equally

Summary

Aquí se presenta un protocolo detallado para la realización de análisis cefalométrico tridimensional con el uso de tomografías computarizadas de haz cónico humano.

Abstract

El análisis cefalométrico craneofacial es una herramienta de diagnóstico utilizada para la evaluación de la relación de varios huesos y tejidos blandos en la cabeza y la cara. El análisis cefalométrico se ha realizado tradicionalmente con el uso de radiografías 2D y conjuntos de puntos de referencia y restringido a medidas de tamaño, lineales y angulares, y relaciones 2D. El creciente uso de tomografías computarizadas de haz cónico 3D (CBCT) en el campo dental dicta la necesidad de la evolución al análisis cefalométrico 3D, que incorpora la forma y un análisis más realista del desarrollo longitudinal en los tres planos. Este estudio es una demostración del análisis cefalométrico 3D con el uso de un conjunto validado de puntos de referencia del tejido esquelético en exploraciones CBCT humanas. Las instrucciones detalladas para la anotación de cada punto de referencia en un volumen 3D se proporcionan como parte de un protocolo paso a paso. Las mediciones generadas y las coordenadas 3D de los puntos de referencia se pueden exportar y utilizar tanto para fines clínicos como de investigación. La introducción del análisis cefalométrico 3D en estudios craneofaciales básicos y clínicos conducirá a futuros avances en el campo del crecimiento y desarrollo craneofacial.

Introduction

El análisis cefalométrico, que examina las relaciones dentales y esqueléticas del cráneo humano, es la aplicación clínica de la cefalometría. Además de antropólogos, biólogos del desarrollo, expertos forenses e investigadores craneofaciales que estudian la evolución humana y el desarrollo craneofacial, es utilizado por profesionales de la salud oral, incluidos dentistas, ortodoncistas y cirujanos orales y maxilofaciales, como una herramienta de planificación del tratamiento. Las primeras instituciones que utilizaron el análisis cefalométrico en ortodoncia fueron Hofrath en Alemania y Broadbent en los Estados Unidos en 1931 1,2,3. El objetivo principal del análisis fue proporcionar un recurso teórico y práctico para evaluar las proporciones craneofaciales de un individuo y definir la fuente anatómica de la maloclusión1. Esto permitió rastrear el patrón de crecimiento del maxilar y la mandíbula, monitorear sus posiciones relacionales en el espacio y observar los cambios en los tejidos blandos y el desplazamiento de los dientes. Como resultado, los cambios provocados por el tratamiento de ortodoncia podrían ser monitoreados, y las relaciones esqueléticas y dentales podrían caracterizarse para un diagnóstico que se debe hacer para la planificación del tratamiento. La evaluación del complejo dentofacial se realizó comparando el trazado cefalométrico de un paciente con valores de referencia representativos de una población normal de edad, raza y etnia similares1.

El método tradicional de análisis consistió en una representación bidimensional (2D) de estructuras tridimensionales (3D) 4,5. Un retroceso importante de esta técnica es la distorsión y ampliación de estructuras anatómicas a través de imágenes convencionales de rayos X en formatos de película simple o digital, lo que puede conducir a trazados e interpretaciones cefalométricas inexactas 6,7. La introducción inicial de imágenes 3D en forma de tomografía computarizada axial (TC) y TC espiral no incluyó aplicaciones dentales o no médicas debido al alto costo y las altas dosis de radiación. Sin embargo, la aparición de tomografías computarizadas de haz cónico (CBCT) mitigó estas preocupaciones, ya que los gastos y las dosis de radiación fueron significativamente más bajos que la TC1. El cambio en esta narrativa de imágenes galvanizó el uso generalizado de CBCT en ortodoncia para mejorar el diagnóstico y la planificación del tratamiento. La principal ventaja de la imagen 3D sobre la técnica convencional de imagen 2D es que 3D permite al examinador ver estructuras anatómicas sin superposiciones y distorsiones espaciales (es decir, la posición de la cabeza del individuo). Por lo tanto, es posible un posicionamiento mucho más preciso de los puntos de referencia anatómicos utilizados para la conducción del análisis cefalométrico, especialmente en casos de asimetría facial. Además, se puede analizar un área anatómica mucho más grande.

Uno de los avances más recientes en el campo de la cefalometría es la implementación del aprendizaje profundo (DL) para la detección automatizada de puntos de referencia 8,9,10,11. Aunque los resultados de estos estudios son prometedores, los niveles de precisión en la colocación de los puntos de referencia aún no son satisfactorios. Además, la mayoría de estos estudios utilizan conjuntos de puntos de referencia relativamente pequeños que se derivan de análisis cefalométricos 2D previos, proporcionando una cobertura insuficiente de la base craneal, que es una estructura importante para el estudio del crecimiento y desarrollo craneofacial. Este video de demostración muestra en detalle una metodología para la realización de análisis cefalométricos 3D manuales de alta precisión con el uso de un conjunto validado de puntos de referencia de tejido esquelético 3D que cubren las áreas de la cara, la base craneal, la mandíbula y los dientes para su uso en estudios clínicos y de investigación que involucran imágenes CBCT4. Un ejemplo de un análisis 3D completado se puede ver en la Figura 1.

Protocol

Este protocolo sigue las pautas de los comités de ética de investigación humana de las Juntas de Revisión Institucional de los Institutos Nacionales de Salud (NIDCR IRB # 16-D-0040) y la Universidad Roseman de Ciencias de la Salud. Consulte la Tabla de materiales para obtener detalles relacionados con el software utilizado en este protocolo. Se puede seguir el mismo protocolo con el uso de diferentes programas, después de ajustes basados en sus configuraciones específicas y detalles técnicos. Las exploraciones CBCT utilizadas para la creación de la figura incluida en este documento, así como la demostración en video, han sido anonimizadas antes de su uso, y se ha obtenido el consentimiento informado de los sujetos, lo que permite el uso de sus exploraciones en publicaciones relacionadas con la investigación. Ambos sujetos fueron atendidos en la Clínica Dental de los NIH, donde se adquirieron las exploraciones (sistema Planmeca ProMax 3D; modo de dosis baja, resolución de 400 μm) y habían sido consentidos en un protocolo aprobado por el IRB de los NIH (NCT02639312).

1. Carga del escaneo CBCT y visualización en el módulo 3DAnalysis

  1. Abra el software al que se hace referencia y haga clic en examinar archivo. Seleccione el escaneo a analizar y haga clic en abrir.
  2. Vaya al módulo 3DAnalysis.

2. Carga de un archivo de configuración de punto de referencia

  1. En el módulo 3DAnalysis, haga clic en el icono Guardar disquete de información . A continuación, seleccione Cargar una configuración y busque el archivo de configuración.
    NOTA: El archivo de configuración, incluidos los puntos de referencia utilizados por los autores, se incluye como archivo complementario 1.

3. Configuración del sistema de coordenadas

  1. Haga clic en el icono Reorientación .
  2. En la ventana que se abre, seleccione la opción Al seleccionar puntos de referencia. Esto permite al usuario orientar todos los escaneos de la misma manera, lo cual es importante si se van a comparar sus valores de coordenadas 3D. Las opciones seleccionadas para este protocolo son: N como punto de referencia Origin, definición de tres puntos con puntos de referencia Or R, Or L, Po L y Definir eje A-P (plano sagital medio) con puntos de referencia N y Ba.

4. Ajustes de imagen de escaneo CBCT

  1. Ajuste el brillo y el contraste para reducir el ruido de la imagen desde el menú en el lado izquierdo de la pantalla.
  2. Acerque y aleje manteniendo presionada la tecla Ctrl y haciendo clic izquierdo simultáneamente y deslizándose por la pantalla. Mueva la imagen de manera corporal manteniendo presionada la tecla Mayús y haciendo clic izquierdo simultáneamente y deslizándose por la pantalla. Habilite Recorte desde el menú de configuración para crear vistas seccionales en todos los planos de espacio.

5. Adición de nuevos hitos

  1. En el menú Configuración , que tiene un icono de herramienta, haga clic en puntos de referencia para mostrar una lista de opciones de puntos de referencia disponibles y, a continuación, seleccione el punto de referencia de su elección.
  2. Para establecer una vista predeterminada para puntos de referencia, seleccione la tarea de seguimiento, haga clic en configurar, elija punto de referencia, configure la vista como desee y haga clic en usar la configuración de vista actual. Repita los pasos anteriores para cambiar la vista predeterminada de cualquier punto de referencia adicional.

6. Anotación de puntos de referencia anatómicos 3D

  1. En la parte superior del menú de la izquierda de la pantalla, selecciona Crear seguimiento. En la ventana que se abre, haga clic en Inicio en la esquina inferior izquierda de la ventana. Comience a anotar los puntos de referencia 3D haciendo clic con el botón izquierdo directamente en el volumen 3D en la ubicación donde se debe colocar el punto de referencia en función de su definición.
  2. Confirme y ajuste la ubicación del punto de referencia utilizando las vistas de sección a la derecha de la pantalla. En caso de que no se puedan ver, en el menú de selección de diseño de la izquierda, seleccione Localizador de sectores. Para confirmar la ubicación de un punto de referencia, haga clic en Detener y seleccione la vista deseada para visualizar el punto de referencia. Una vez confirmado, proceda a colocar los puntos de referencia restantes.
  3. Para cambiar la posición del punto de referencia con el uso del volumen 3D, detenga el análisis haciendo clic en Detener en la parte inferior del menú Tareas de seguimiento , haga clic en el punto de referencia que desea mover y arrástrelo a la nueva posición deseada.
  4. Para volver a anotar un punto de referencia, haga doble clic en el cuadrado marcado junto al punto de referencia y, a continuación, responda Sí a la pregunta de seguimiento.

7. Definición e instrucciones de anotación específicas para cada punto de referencia 3D

  1. Basión (Ba): el punto medio en el borde anterior de la curvatura anterior del foramen magnum
    1. Para la sección axial, busque el extremo más profundo de la curvatura de la sección del foramen magno. Para la sección sagital, busque el punto más posterior de la sección media del foramen magno. Para la sección coronal, busque el punto medio inferior de la curvatura del foramen magnum.
  2. Porión (Po_R, Po_L): el punto más superior, posterior y externo ubicado en el margen superior de cada canal auditivo (meato auditivo externo)
    1. Para la sección axial, busque el borde del margen del meato auditivo externo. Para la sección sagital , busque el punto de intersección de la trompa de Eustaquio con el canal óseo. Para la sección coronal, busque el punto medio en el borde inferior de la curvatura superior. La línea vertical a través del punto divide aproximadamente el canal auditivo.
  3. Nasión (N): la intersección de la sutura entre el hueso frontal y los huesos nasales (sutura fronto-nasal)
    1. Para la sección axial, busque el punto medio/altura de curvatura de la sutura. Para la sección sagital, busque el punto anterior de la sutura donde se encuentran los huesos frontal y nasal. Para la sección coronal, busque el centro de la sutura frontonasal. La línea vertical a través de ella divide aproximadamente la nariz.
  4. Orbitale (Or_R, Or_L) - el punto más antero-inferior en el borde orbital inferior
    1. Establezca la vista frontal (ventana ósea) como predeterminada y recorte axialmente de inferior a superior hasta que se alcance la curvatura del margen inferior de la órbita para localizar el punto más inferior de la curvatura inferior de la órbita.
    2. Utilice vistas 2D para confirmar que el punto de referencia está en el hueso. Ajuste las secciones sagital y coronal para reflejar la posición anterior de orbitale. Asegúrese de que el punto de referencia esté en posición anterior justo hasta el punto donde el borde orbital comienza a curvarse.
  5. Supraorbital (SOr_R, SOr_L): el punto más superior y anterior del borde orbital superior
    1. Establezca la vista frontal como predeterminada en el volumen 3D y recorte gradualmente axialmente de superior a inferior hasta que se alcance la curvatura del margen superior de la órbita para localizar el punto más superior del borde superior de la órbita.
      NOTA: Evite marcar la muesca supraorbitaria debido a su anatomía variable.
    2. Ajuste las secciones sagital y coronal para reflejar la posición anterior del punto de referencia. Asegúrese de que el punto de referencia esté en posición anterior justo hasta el punto donde el borde orbital comienza a curvarse.
  6. Punto medio de la silla turca (silla turca)
    1. Busque el centro de la silla turca o fosa hipofisaria, que es una depresión en forma de silla de montar en el cuerpo del hueso esfenoides, donde se coloca la glándula pituitaria o hipófisis. Ajuste el punto de referencia al centro de la silla turca en todos los planos.
    2. Para la sección sagital, coloque el punto de referencia en el centro de la silla turca. Para las secciones axial y coronal, ajuste las vistas en consecuencia.
  7. Silla turca inferior (Si): el punto más inferior y central en el contorno de la silla turca en el mismo plano que la silla turca.
    1. Para la sección sagital, comience colocando el punto de referencia en el punto más inferior de la sección sagital de la silla turca. Para las secciones axial y coronal, ajuste la posición para que esté en el centro de la sección.
  8. Silla posterior (Sp): el punto más posterior y central en el contorno de la silla turca en el mismo plano que la silla turca.
    1. Para la sección sagital, comience colocando el punto de referencia en el punto más posterior de la sección sagital de la silla turca. Para las secciones axial y coronal, ajuste la posición para que esté en el centro de la sección.
  9. Proceso clinoideo (Cl): el punto antero-superior en el contorno del proceso clinoideo anterior en el mismo plano que la silla turca.
    1. Para la sección sagital, comience colocando el punto de referencia en el punto más antero-superior del contorno del proceso clinoideo. Para las secciones axial y coronal, ajuste la posición para que esté en el centro de la sección.
  10. Arco cigomático (ZygArch_R, ZygArch_L)
    1. Busque el punto más latero-inferior en el contorno del arco cigomático. Asegúrese de que el cráneo esté correctamente orientado y que los arcos cigomáticos se vean clara y "perpendicularmente" desde la vista submentoniana.
      NOTA: Si el cráneo está inclinado, la anotación precisa del punto de referencia se verá comprometida.
    2. Para la sección axial, coloque el punto de referencia en el punto más lateral e inferior de la curvatura del arco cigomático. Para la sección sagital, coloque el punto de referencia en el punto más inferior de la sección. Para la sección coronal, coloque el punto de referencia en el punto más lateral de la sección.
  11. Sutura frontocigomática (FronZyg_R, FronZyg_L): el punto anterolateral de la sutura frontocigomática.
    1. Para la sección sagital, asegúrese de que la sutura sea claramente visible en la sección. Coloque el punto de referencia en el punto más anterior de la sección del hueso frontal junto a la sutura. Para las secciones axial y coronal, busque el punto más superior de la sección.
  12. Cavidad nasal (NasCav_R, NasCav_L): la unión de la pared lateral de la nariz, el borde piriforme / piso nasal y el borde superior del maxilar
    1. La triple unión se ve mejor en la sección coronal. Comience colocando el punto de referencia en el lado mesial de la unión. Para la sección axial, coloque el punto de referencia en el punto final de la sección. Para la sección sagital, coloque el punto de referencia en el punto más lateral de la sutura en el borde maxilar.
  13. Punto yugal (J_R, J_L)
    1. Busque el punto medio más profundo del proceso yugal del maxilar. Anote el punto de referencia para que esté mayormente en línea con el primer molar maxilar.
    2. Para la sección coronal, comience ajustando la posición de referencia al extremo más profundo de la curvatura de la sección del proceso yugal. Para la sección axial, busque el punto más lateral de la sección, en el punto donde cambia la densidad ósea. Para la sección sagital, busque el punto más inferior de la sección, en el punto donde cambia la densidad ósea.
  14. Articulare (Ar_R, Ar_L): el punto más posterior de la cabeza condilar, más cerca de la fosa glenoidea
    1. Para la sección axial, busque el punto más posterior alrededor del centro de la curvatura posterior del cóndilo. Para la sección sagital, busque el punto más posterior en la curvatura posterior del cóndilo. Para la sección coronal, busque el área radiopaca pequeña que indica que el punto de referencia está en el hueso.
  15. Proceso coronoides (Cor_R, Cor_L): el punto más superior del proceso coronoides
    1. Para las secciones sagital y coronal , coloque el punto de referencia en la parte superior del proceso coronoides. Para la sección axial, busque el área radiopaca pequeña que indica que el punto de referencia está en el hueso.
  16. Fosa glenoidea (G_Fos_R, G_Fos_L)
    1. Busque un punto en la fosa glenoidea donde la cabeza condilar esté en máxima articulación con la fosa. Este es el centro aproximado de la fosa en forma de cúpula.
    2. En 3D, elija la sección coronal para obtener una vista que muestre ambos cóndilos razonablemente bien. Elija un punto en el borde inferior de la fosa en esta vista de tal manera que una línea vertical a través de este punto divida aproximadamente el cóndilo; Tenga en cuenta que esto podría no parecer el centro exacto de la fosa. Apunte al punto de articulación máxima (es decir, aproximadamente cerca del centro o del centro exacto en algunos casos).
    3. Para la sección coronal, busque el punto más aproximado a la sección de la cúpula de la fosa glenoidea. Para la sección sagital, busque el punto más superior de la sección de la cúpula de la fosa glenoidea. Para la sección axial, no aplique ningún ajuste fino específico si se han ajustado las otras dos vistas.
  17. Perfil de la mandíbula (derecha e izquierda): condylion (Co_R, Co_L), gonion (Go_R, Go_L), antegonion (Ag_R, Ag_L)
    NOTA: Los puntos de referencia se anotan automáticamente después de trazar el perfil mandibular.
    1. Identificar el condilión como el punto más posterior y superior del cóndilo. Identifica el gonión como el punto más hacia afuera en el ángulo formado por la unión de la rama y el cuerpo de la mandíbula. Identificar el antegonión como el punto más alto de la concavidad del borde inferior de la rama donde se une al cuerpo de la mandíbula.
    2. Traza el perfil mandibular con una serie de puntos (haz doble clic o haz clic con el botón derecho para finalizar el trazado). Comience desde la muesca mandibular e incluya los perfiles condilar y ramus. Siga la curva en el ángulo para incluir el gonión usando múltiples puntos cada pocos milímetros. Asegúrese de elegir puntos en el margen inferior o lateral del borde mandibular.
  18. Prosthion (Pr)
    1. Busque el punto más anterior del proceso alveolar maxilar en la línea media. Elija una sección sagital que divida los incisivos centrales maxilares. En la vista lateral, seleccione Prosthion y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, identifique el centro de las secciones de la raíz de los incisivos centrales maxilares en el hueso alveolar labial. Para la sección sagital, busque el punto más anterior del proceso alveolar maxilar. Para la sección coronal, busque la línea media entre los incisivos centrales maxilares.
  19. Punto A: el punto medio más profundo en el premaxilar de la curvatura entre la columna nasal anterior y el punto prostión
    1. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales maxilares. Este avión tendrá el prosthion (ya marcado). En la vista lateral, seleccione Punto A y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, identifique la punta de la sección. Para la sección sagital, identifique el punto más profundo de la curvatura del premaxilar entre la columna nasal anterior y el proceso alveolar. Para la sección coronal, asegúrese de que el punto esté en la línea media.
  20. Nasales anterioresColumna vertebral (SNA)
    1. Busque el punto más anterior de la columna nasal. Elija una sección sagital que divida los incisivos centrales maxilares. Este plano tendrá el prosthion y el punto A (ya marcado). En la vista lateral, seleccione ANS y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, busque la punta de la sección. Para la sección sagital, busque el punto más anterior de la columna nasal. Para la sección coronal, busque el centro de la sección de hueso pequeño.
  21. Columna nasal posterior (SNP): el punto medio de la base de los huesos palatinos en el margen posterior del paladar duro
    1. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales maxilares. Este avión tendrá el prosthion, el punto A y el ANS ya marcados. En la vista lateral, seleccione PNS y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, busque el punto más inferior de la línea media de la base palatina. Para la sección sagital, busque el punto más posterior de la sección media del hueso palatino. Para la sección coronal, busque el punto medio de la sección de la sección media del hueso palatino.
  22. Infradentales (Id)
    1. Identificar el punto de transición de la corona/diente del incisivo medial mandibular más prominente a la proyección alveolar.
    2. En 3D, elija una sección sagital que divida el incisivo central mandibular. En la vista lateral, seleccione ID y confirme las vistas 2D. Si hay tres incisivos presentes, asegúrese de que el plano divida el diente medio.
    3. Para la sección axial, confirme que el punto de anotación de referencia es el punto más anterior en el hueso alveolar del incisivo seleccionado. Para la sección sagital, identifique el punto más anterior del proceso alveolar mandibular. Para la sección coronal, asegúrese de que la línea media divide el incisivo seleccionado.
  23. Punto B (B): el punto medio más profundo de la mandíbula entre la infradental y el pogonión
    1. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales mandibulares. En la vista lateral, seleccione Punto B y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, mire entre los incisivos centrales mandibulares, o en el centro de la sección del incisivo medio si falta un incisivo. Para la sección sagital, identifique el punto de la concavidad más profunda anteriormente en la sínfisis mandibular. Para la sección coronal, mire entre los incisivos centrales mandibulares o la línea de cuadrícula vertical que cruza el incisivo medio.
  24. Pogonion (Pog)
    1. Identificar el punto más anterior en la sínfisis de la mandíbula.
    2. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales mandibulares. En la vista lateral, seleccione Pogonion y confirme las vistas 2D.
    3. Para la sección axial , identifique la línea de cuadrícula vertical que interseca la sección mandibular. Para la sección sagital, busque el punto más anterior de la sínfisis. Para la sección coronal, busque la pequeña área ósea que indica que el punto de referencia se coloca en la superficie ósea.
  25. Gnatión anatómico (Gn): el punto más bajo en el margen anterior de la mandíbula inferior en el plano sagital medio
    1. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales mandibulares. En la vista lateral, seleccione Gn y confirme las vistas 2D.
    2. Para las secciones axial y coronal, busque la línea de cuadrícula vertical que cruza la sección mandibular. Para la sección sagital, identifique el punto más bajo en el margen anterior de la mandíbula inferior.
  26. Menton (Me) - el punto más bajo de la sínfisis mandibular.
    1. En 3D, elija una sección sagital que divida los incisivos centrales mandibulares. En la vista lateral, seleccione Yo y confirme las vistas 2D.
    2. Para la sección axial, identifique el área ósea pequeña que indica que el punto de referencia se coloca en la superficie ósea. Para la sección sagital, identifique el punto más bajo de la sección de sínfisis. Para la sección coronal, busque el punto medio más bajo de la sección de sínfisis.
  27. Perfil incisivo superior/inferior derecho/izquierdo
    NOTA: Se requieren tres puntos: la raíz del incisivo superior/inferior; Axial: el punto medio de la sección del ápice; Sagital, Coronal: la punta del ápice.
    1. En la corona del incisivo superior/inferior: en las secciones axial y coronal, busque el punto medio del borde incisal; y en la sección sagital, identificar la punta del borde incisal.
    2. En el punto labial del incisivo superior/inferior: en la sección axial, identificar el punto medio de la sección del diente; en la sección sagital, busque el punto más prominente de la superficie labial; y en la sección coronal, asegúrese de que el punto esté en la línea vertical que divide el diente.
  28. Perfil molar superior/inferior derecho/izquierdo
    NOTA: Se requieren los siguientes tres puntos.
    1. Raíz del molar superior/inferior: en la sección axial, busque el punto medio de la sección del ápice de la raíz mesial; y en las secciones sagital y coronal, identificar la punta del ápice de la raíz mesial.
    2. Cúspide anterior del molar superior/inferior: en la sección axial, identificar la cúspide mesial-bucal del primer molar maxilar/mandibular; En las secciones sagital y coronal, busque la cúspide mesial-bucal del primer molar maxilar/mandibular.
    3. Cúspide posterior del molar superior: en la sección axial, busque la cúspide distal-bucal del primer molar maxilar/mandibular; En las secciones sagital y coronal, identificar la cúspide distal-bucal del primer molar maxilar/mandibular.
  29. Placa cribiforme (Cr) - el punto superior medio en la crista galli
    1. En la sección sagital, elija el punto más inferior de la crista galli. En la sección axial, busque el punto más inferior de la pequeña sección de la crista galli. En la sección coronal, elija el punto más superior de la crista galli.
  30. Foramen oval (ForOval_R, ForOval_L) - el punto más anteromedial y superior del foramen oval
    1. En la sección axial, asegúrese de que este punto se encuentra aproximadamente en un plano que divide el foramen en la dirección anteromedial. En las secciones sagital y coronal, mire la parte inferior de la entrada del canal.
  31. Opisthion (Opi) - el punto medio en el margen posterior de la curvatura posterior del foramen magnum en la sección axial
    1. En la sección sagital, busque el punto más inferior de la sección sagital del foramen magno. En las secciones axial y coronal, coloque el punto de referencia en la línea media.
  32. Fosa craneal anterior (AntCF_R, AntCF_L): el punto superior más anterior en el borde que separa la fosa craneal anterior y media
    1. En 3D, utiliza la sección axial, yendo de anterior a posterior hasta alcanzar la curvatura de la fosa. Si hay más de un borde presente, elija el borde más anterior.
    2. En la sección axial, identifique el punto más anterior de la sección de la fosa craneal anterior. En la sección sagital, busque el punto más superior del borde de la fosa craneal anterior. En la sección coronal, identifique el punto más inferior de la sección de la fosa craneal anterior.
  33. Meato acústico interno (AcM_R, AcM_L): el punto lateral más posterior en el meato acústico interno en la parte petrosa del hueso temporal
    1. En la sección axial, busque el punto que refleja el comienzo del canal donde termina la curvatura. En la sección sagital, busque el punto posterior en la curvatura. En la sección coronal, identifica el punto más profundo de la curvatura.
  34. Canal hipogloso (Hypog_R, Hypog_L)
    NOTA: Este es el punto más antero-medial del canal. En caso de que haya dos canales, elija el posterior de los dos canales y marque el punto en el borde anterior del canal posterior.
    1. En la sección axial, identifique el punto que refleja el comienzo del canal donde termina la curvatura. En la sección sagital, busque el extremo más profundo de la curvatura. En la sección coronal, asegúrese de que el punto se encuentre aproximadamente en el eje que divide el canal en la dirección anteromedial.

8. Guardado del escaneo CBCT con puntos de referencia anotados

  1. En el menú Archivo , seleccione Guardar o Guardar como para guardar como un archivo independiente y, a continuación, opte por el tipo de archivo preferido.

9. Exportar mediciones y/o coordenadas 3D de referencia

  1. Haga clic en el icono Guardar información/disquete de la barra de herramientas y, a continuación, seleccione Exportar medidas o Exportar puntos de referencia. Exporte los resultados en .csv formato de archivo.

Representative Results

La anotación de una configuración de punto de referencia 3D validada se describe en detalle con el uso de un protocolo paso a paso y una demostración de video. Se proporcionan instrucciones específicas para la anotación de cada punto de referencia en el volumen 3D, así como el refinamiento de sus posiciones iniciales con la ayuda de las vistas de sección 2D que corresponden a cada plano de espacio. Al seguir la metodología detallada proporcionada en el protocolo en combinación con las instrucciones de video, el usuario puede aprender cómo realizar análisis cefalométricos con el uso de exploraciones CBCT humanas.

La Figura 1 representa vistas frontales y tres cuartos de una exploración CBCT de cabeza completa de un cráneo humano con los puntos de referencia 3D anotados incluidos en la configuración actual. Todos los puntos de referencia descritos son Tipo 1 y Tipo 2. Los puntos de referencia de tipo 1 representan puntos claramente reconocibles que generalmente se observan en la intersección de distintas estructuras anatómicas. Los puntos de referencia de tipo 2 representan puntos de curvatura máxima en el contorno de estructuras anatómicas reconocibles12. No se incluyeron en este análisis el tipo 3 ni los semipuntos de referencia.

Después de completar la anotación de los puntos de referencia, hay dos tipos de datos que pueden ser exportados y analizados por el usuario: medición cefalométrica y valores de coordenadas 3D. Se proporcionan los valores de las mediciones cefalométricas clave requeridas para el diagnóstico y la evaluación de la maloclusión dentosquelética. Estas mediciones proporcionan una evaluación detallada de las relaciones esqueléticas y dentales en los tres planos del espacio: sagital, vertical y transversal. Los valores de coordenadas 3D (x, y, z) de cada punto de referencia se pueden exportar y utilizar para el cálculo de ángulos y distancias lineales. Los valores de las mismas coordenadas se pueden utilizar para la conducción de análisis morfométrico geométrico multivariante (GMA). GMA es un método para estudiar la forma que puede capturar variables de forma morfológicamente diferentes utilizando coordenadas cartesianas de punto de referencia y / o semi-punto de referencia. Se pueden utilizar varias técnicas estadísticas para examinar la forma, sin tener en cuenta el tamaño, la ubicación o la orientación de las estructuras examinadas. La morfometría geométrica es actualmente el cuerpo más establecido de la teoría morfométrica para manejar datos basados en puntos de referencia.

Figure 1
Figura 1: Vistas frontales y de tres cuartos de una exploración CBCT de cabeza completa de un cráneo humano con los puntos de referencia 3D anotados incluidos en la configuración actual. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Archivo complementario 1: Archivo de configuración que incluye los puntos de referencia utilizados en este protocolo que se puede cargar directamente en el software para su análisis. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Discussion

La medicina y la odontología ya han entrado en la era de las imágenes 3D. En las disciplinas de imágenes craneofaciales y dentales, las exploraciones CBCT se utilizan cada vez más, debido a la baja radiación y la disminución del costo de los sistemas actualizados en comparación con las máquinas CT tradicionales, la fácil calibración del uso del personal, la adquisición relativamente rápida y fácil con una cooperación mínima del paciente, así como la capacidad de generar muchas otras imágenes de diagnóstico y análisis a partir de una sola exploración. Por lo tanto, es esencial que los médicos e investigadores sepan cómo leer, diagnosticar y analizar estas imágenes 3D, así como aprender a estudiar el crecimiento y desarrollo craneofacial en 3D.

Para ayudar a los médicos e investigadores en este campo, presentamos un protocolo paso a paso y una demostración en video para la realización de análisis cefalométricos 3D con el uso de exploraciones CBCT humanas. Estos hitos han sido previamente definidos y validados en una publicación anterior, donde se confirmó su precisión y repetibilidad4. Las instrucciones detalladas de refinamiento para cada punto de referencia también ayudan a los usuarios a anotar correctamente cada punto de referencia. El proceso de anotación de puntos de referencia se simplifica aún más con el uso de vistas preestablecidas del escaneo que corresponden al área en la que se debe colocar cada punto de referencia. Esta función ahorra mucho tiempo y esfuerzo para el usuario. Sin embargo, hay una curva de aprendizaje involucrada, y los usuarios requieren práctica para lograr una anotación precisa del punto de referencia.

La configuración de punto de referencia 3D validada utilizada en este protocolo proporciona una cobertura suficiente del tejido esquelético de la cara, el maxilar, la mandíbula y la base craneal. De esta manera, la verdadera morfología de las estructuras craneofaciales se representa con mayor precisión para la evaluación de las dimensiones, configuración y orientación del complejo craneofacial y sus estructuras componentes. Los puntos de referencia de tejidos blandos no están incluidos en este protocolo, pero los usuarios pueden agregar puntos de referencia de elección a la configuración proporcionada, como se describe en el protocolo. Además, por razones prácticas, este protocolo no podría incluir instrucciones específicas para otro software de análisis 3D, pero puede ser adaptado en consecuencia por cada usuario.

Además del valor diagnóstico de las mediciones cefalométricas estándar generadas, principalmente para los médicos, la libertad ofrecida con el uso de este análisis para calcular ángulos y distancias lineales entre cualquier punto de referencia 3D permitirá el establecimiento de nuevos análisis cefalométricos que proporcionarán evaluaciones más detalladas y completas. Sin embargo, nuestra dirección futura incluye el establecimiento de nuevos valores normativos respectivos, de la misma manera que los valores normativos 2D se crearon en el pasado.

Además, las aplicaciones de GMA basado en marcas en el campo clínico y de investigación craneofacial se están desarrollando a un ritmo rápido. Los investigadores en biología evolutiva y del desarrollo y antropología han estado utilizando este análisis durante más de una década, pero recientemente también se han presentado nuevas aplicaciones clínicas en los campos de la ortodoncia, la ortopedia dentofacial y la cirugía craneofacial. La GMA también puede ser utilizada como parte de un fenotipado cuantitativo en el caso de enfermedades congénitas con manifestaciones craneofaciales, así como para la detección de diferencias morfológicas sutiles atribuidas a mutaciones genéticas13,14,15,16. Además, la integración de diferentes enfoques cuantitativos mediante la vinculación de datos morfométricos con análisis funcionales, así como datos genéticos, puede proporcionar nuevos conocimientos sobre el desarrollo craneofacial en grupos sanos y de enfermedades.

Debido a los recientes avances en computación y visualización, la conducción de este tipo de análisis ahora es factible en computadoras personales, con varios paquetes de software ya disponibles, incluidos Checkpoint, Geomorph (un paquete de software estadístico R), Amira-Avizo y SlicerMorph. Estos programas pueden ayudar a los investigadores en los campos médicos que pueden no estar familiarizados con los análisis estadísticos multivariados para realizar GMA con la disponibilidad de funciones automatizadas incorporadas.

Disclosures

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Acknowledgments

Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación Intramuros del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial (NIDCR) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), y el programa de Educación Avanzada en Ortodoncia y Ortopedia Dentofacial de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Roseman.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Invivo6 Dental Software Anatomage N/A 3D Imaging Software (including 3D analysis module)

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References

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Medicina Número 199
Demostración de anotación de hito cefalométrico tridimensional en tomografías computarizadas de haz cónico humano
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Almpani, K., Adjei, A., Liberton, D. … More

Almpani, K., Adjei, A., Liberton, D. K., Verma, P., Hung, M., Lee, J. S. Three-Dimensional Cephalometric Landmark Annotation Demonstration on Human Cone Beam Computed Tomography Scans. J. Vis. Exp. (199), e65224, doi:10.3791/65224 (2023).

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