اقترحت هذه الدراسة نمذجة انحدار معدلة حسب العمر باستخدام مورفولوجيا منتصف الوجه والقاعدة القحفية كأداة محتملة للتقييم قبل الجراحة والتخطيط الجراحي الفردي للأطفال المصابين بتعظم الدروز الباكر المتلازمي (SC).
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة بحثية
نقص تنسج منتصف الوجه ومورفولوجيا قاعدة الجمجمة في تعظم الدروز الباكر المتلازمي: دراسة تحليل مقارن باستخدام نموذج الانحدار التنبؤي
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
نقص تنسج منتصف الوجه هو شذوذ شائع لدى الأطفال الذين يعانون من اضطرابات القحف الوجهي مثل الحنك المشقوق وتعظم الدروز الباكر المتلازمي. تتمثل إحدى المشكلات الوظيفية الرئيسية المرتبطة بهذه الحالة في تضييق مجرى الهواء الأنفي البلعومي ، مما يؤدي إلى اضطرابات الجهاز التنفسي. تم إجراء دراسة تجريبية شملت 30 مجموعة بيانات مسح التصوير المقطعي المحوسب (CT) عبر ثلاث مجموعات متميزة (تعظم الدروز الباكر المتلازمي الطبيعي ، الذي يتم تشغيله ، وتعظم الدروز الباكر المتلازمي غير الجراح) لتقييم صيغة منتصف الوجه المنشورة ، وهي "نموذج انحدار Hariri-Ros-Nor" لقياس قاعدة الجمجمة التنبؤية في تعظم الدروز الباكر المتلازمي. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أنه في حين أن تنبؤات قاعدة الجمجمة (NBa) كانت متسقة نسبيا ، أظهر عرض منتصف الوجه (ZMR-ZML) تناقضات كبيرة عن القيم المتوقعة ، لا سيما في مرضى تعظم الدروز الباكر المتلازمي. وجد أن العمر يؤثر بشكل كبير على دقة القياس وموثوقية التنبؤ. في الختام ، تشير الدراسة الحالية إلى أن النمذجة المعدلة حسب العمر قد تعزز الدقة التنبؤية في التقييم القحفي الوجهي. إنه يوفر أداة محتملة للتقييم قبل الجراحة والتخطيط الجراحي الفردي في تعظم الدروز الباكر المتلازمي.
المقدمة
تعظم الدروز الباكر المتلازمي (SC) هو حالة خلقية معقدة ناتجة عن الاندماج المبكر للخيوط القحفية ، مما يؤدي إلى تقييد نمو الجمجمة ، وتشوهات قاعدة الجمجمة ، ونقص تنسج منتصف الوجه الذي يؤدي غالبا إلى مضاعفات وظيفية وجمالية1،2. يمكن أن تضر هذه التشوهات بمالكية مجرى الهواء والسلامة البصرية ونتائج النمو العصبي ، مما يؤكد أهمية التعرف المبكر والتدخل الدقيق1،3. الإدارة الجراحية في SC حساسة للوقت بشكل خاص ، حيث يزيد التصحيح المتأخر من خطر ارتفاع الضغط داخل الجمجمة ، وانقطاع النفس الانسدادي النومي (OSA) ، ومضاعفات العيون مثل التداعي والتعرض للقرنية1،3،4. لذلك ، يظل تحديد التوقيت الأمثل لتقدم الجمجمة ومنتصف الوجه أحد أكثر الجوانب أهمية وتحديا للإدارة السريرية1.
غالبا ما تعتمد طرق التقييم التقليدية لتعظم الدروز الباكر المتلازمي على تحليلات النمو الوصفية والعتبات الوظيفية لتوجيه التدخل الجراحي5،6. في حين أن هذه الأساليب توفر نقاطا مرجعية عامة ، إلا أنها تفتقر إلى الدقة التنبؤية الخاصة بالمريض وتتأثر بالذاتية السريرية7،8. في السنوات الأخيرة ، نما الاهتمام بتطوير نماذج كمية يمكنها توقع مسارات نمو الجمجمة الوجهية وإبلاغ التخطيط الجراحي الفردي. من بين هذه ، يقدم نموذج انحدار الحريري روس نور إطارا قابلا للتكرار وكميا من خلال إنشاء علاقات تنبؤية بين معالم قاعدة الجمجمة وأبعاد منتصف الوجه ، مما يوفر للأطباء أداة موضوعية للتنبؤ بالنمو وتحسين التوقيت الجراحي9.
القوة التنبؤية لهذا النموذج ذات صلة خاصة بالأنواع الفرعية المتلازمية الأكثر شيوعا ، مثل متلازمات Apert و Crouzon ، والتي تظهر أنماط نمو مميزة ومتطلبات جراحية9. باستخدام التصوير المقطعي المحوسب القياسي للوجه القحفي والمعالم التشريحية القابلة للتكرار ، وهي Sella و Nasion و Basion و ZMR و ZML ، يمكن للنموذج تحديد نمو منتصف الوجه بكفاءة وقابلية التفسير ، حتى في البيئات السريرية حيث لا تتوفر تحليلات مورفومترية هندسية متقدمة أو تحليلات العناصر المحدودة9. إنه ذو قيمة خاصة في مرحلة الطفولة المبكرة إلى المتوسطة (حوالي 4-12 عاما) ، عندما يكون نمو الوجه نشطا وقرارات التوقيت الجراحي لها آثار تنموية دائمة9. ومع ذلك ، فإن قابلية تطبيق النموذج محدودة بسبب اعتماده على التصوير المقطعي المحوسب ، والتحقق من صحته ضمن مجموعة واحدة ، والتباين المحتمل في المرضى الصغار جدا أو المراهقين المتأخرين ، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى دمجه جنبا إلى جنب مع التقييم متعدد التخصصات10.
بناء على هذا الأساس ، يوفر نموذج انحدار الحريري روس نور نهجا قابلا للتكرار وخاصا بالمريض للتنبؤ بنمو قاعدة منتصف الوجه والقحف ، ومعالجة قيود الأطر الوصفية الحالية. يسمح تحديد العلاقات التشريحية بالتحديد المبكر للمرضى المعرضين لخطر التدهور الوظيفي ويدعم التخطيط الجراحي الاستباقي القائم على البيانات. هذه القدرات لها أهمية خاصة في منع المضاعفات التي لا رجعة فيها المرتبطة بتأخر التدخل ، مثل انسداد مجرى الهواء وارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة ومراضة العيون. لذلك ، تهدف هذه الدراسة إلى تقييم الدقة والتطبيق السريري لنموذج الانحدار الحريري روس نور في تقييم أنماط نمو قاعدة منتصف الوجه والقحف بين مجموعات الأطفال المتلازمية وغير المتلازمية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات مهنة الطب ، كلية طب الأسنان ، جامعة مالايا ، كوالالمبور (DF OS1921 / 0082 (P)). نظرا لأن البحث تضمن بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) بأثر رجعي ومجهول الهوية دون استخدام أي أنسجة أو سوائل بيولوجية ، لم تكن موافقة المريض مطلوبة. اتبعت منهجية هذه الدراسة الإجراءات التي حددها الحريري وآخرون9 مع العديد من التعديلات. يتم سرد المعدات والبرامج المستخدمة في جدول المواد.
1. اختيار الموضوع واسترجاع بيانات التصوير المقطعي المحوسب
تم استرداد الأشعة المقطعية القحفية بأثر رجعي لمرضى الأطفال الذين تم تشخيص إصابتهم بتعظم الدروز الباكر المتلازمي (SC) من أرشيف التصوير الرقمي لعيادة القحف الوجهي في المركز الطبي بجامعة مالايا (UMMC) ، والتي تغطي الفترة من نوفمبر 2015 إلى ديسمبر 2022. بالإضافة إلى ذلك ، تم تضمين فحوصات التصوير المقطعي المحوسب المحتملة التي تم الحصول عليها بين مايو 2023 ويناير 2024.
تم تحديد الأشخاص المحتملين من سجلات عيادة القحف الوجهي وفحصهم يدويا من قبل الباحث وفقا لمعايير الأهلية المحددة مسبقا. تضمنت معايير الإدراج (1) تشخيص مؤكد لتعظم الدروز الباكر المتلازمي من قبل جراحي الوجه القحفي ، (2) توافر سجل طبي كامل ، و (3) العمر <12 عاما. كان الأشخاص الشاهدون أيضا أقل من 12 عاما وطلب منهم إجراء فحوصات مقطعية كاملة للجمجمة والوجه دون أي تاريخ من التشوهات القحفية الوجهية. تضمنت معايير الاستبعاد المطبقة على جميع المجموعات العمر ≥12 عاما ، أو تعظم الدروز الباكر غير المتلازمي أو المعزول ، أو التوثيق السريري أو التصوير غير الكامل ، أو تاريخ الجراحة القحفية الوجهية ، أو نقص تنسج منتصف الوجه المرتبط بمتلازمات أخرى. بعد الفحص ، تم تقديم قائمة نهائية بالموضوعات المؤهلة إلى وحدة أبحاث التصوير الطبي الحيوي للحصول على مجموعات بيانات الجمجمة المقطعية غير المتباينة. تم توفير بيانات التصوير على أقراص مضغوطة (CDs) بتنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM) ، مع بروتوكولات الاستحواذ الموحدة وفقا لإرشادات القسم (سمك الشريحة المحورية ≤1.00 مم ، والتغطية القحفية الوجهية الكاملة ، ودقة فوكسل متسقة). تحققت وحدة التصوير الطبي الحيوي من اكتمال مجموعة البيانات ، وعدم وجود قطع أثرية مهمة ، والامتثال لمعايير DICOM قبل الإصدار. تم أرشفة جميع مجموعات البيانات التي تم التحقق منها بشكل آمن وإعدادها لاحقا للاستيراد إلى برنامج معالجة صور طبية ثلاثي الأبعاد لإعادة البناء والتحليل ثلاثي الأبعاد. تم اختيار ثلاثين شخصا في المجموع وتم تقسيمهم بالتساوي إلى ثلاث مجموعات: SCgroup غير الجراحية (SCNO) ، ومجموعة SC التي تم تشغيلها (SCO) ، ومجموعة التحكم العادية (ن = 10 لكل مجموعة).
إعادة الإعمار 2. 3D وتحديد المعالم
تم عرض جميع مجموعات البيانات المستوردة في المستويات المحورية والسهمية والإكليلية ، جنبا إلى جنب مع معاينة ثلاثية الأبعاد. سمحت البيانات الوصفية داخل ملفات DICOM بالاستخراج التلقائي لمعلمات الاستحواذ (سمك الشريحة ودقة الفوكسل وعدد الشرائح). لإنشاء النموذج الحجمي ثلاثي الأبعاد ، تم إنشاء قناع عظمي لأول مرة وإعادة بنائه لاحقا عن طريق تحديد التجزئة → حساب 3D في التقليد. تم تحسين التجزئة بشكل أكبر باستخدام وظيفة العتبة، والتي يمكن الوصول إليها عبر التجزئة → عتبة في شريط الأدوات الرئيسي. يمكن ملاحظة التباين في تعريف العظام أو وجود ضوضاء مفرطة عند تطبيق نطاقات وحدة هونسفيلد (HU) غير المناسبة أثناء التجزئة. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تطبيق الإعداد المسبق القياسي لعتبة "العظام (CT)" المتاح في برنامج التصوير الطبي ثلاثي الأبعاد وتحسين أقنعة التجزئة باستخدام وظيفة Edit Mask لاستبعاد القطع الأثرية وتحسين الاستمرارية الهيكلية. ضمنت هذه العملية تسليط الضوء على الهياكل العظمية فقط في القناع ، وبالتالي استبعاد الأنسجة الرخوة المجاورة وتقليل ضوضاء الصورة أو القطع الأثرية.
تم تحديد المعالم التشريحية وتمييزها باستخدام أداة إنشاء النقاط ، الموجودة ضمن القياسات → إنشاء نقطة. لكل معلم ، قام المحقق بتدوير وتكبير إعادة البناء ثلاثية الأبعاد لتحسين الرؤية ثم وضع نقطة مباشرة على الموقع التشريحي بنقرة واحدة بالماوس. تم تسجيل المعالم التالية: Sella (S) عند نقطة منتصف سيلا تورسيكا ، و Nasion (N) عند تقاطع الخيط الجبهي ، و Basion (Ba) ، الذي يعرف بأنه نقطة المنتصف الأمامية للعظم القذالي عند التزامن الوتدي القذالي ، والخيوط الوجحية الفكية اليمنى واليسرى (ZMR ، ZML) عند حافة تحت الحجاج. قد يحدث تباين طفيف في تحديد موضع المعالم عند تحديد النقاط من منظور عرض واحد. لتعزيز الدقة ، تم تأكيد كل معلم عبر زوايا عرض متعددة عن طريق تدوير إعادة البناء ثلاثية الأبعاد والإحالة التبادلية مع المستويات المحورية والسهمية والإكليلية قبل التنسيب النهائي. تم تخزين كل معلم تلقائيا داخل شجرة المشروع ضمن قائمة "القياسات". تم تصدير المجموعة الكاملة من إحداثيات المعالم والتسميات باستخدام وظيفة Export Measurements ، مما أدى إلى إنتاج مجموعات بيانات بتنسيق .csv أو .xls. تم استخدام هذه المعالم لاحقا كنقاط مرجعية للقياسات الخطية لقاعدة الجمجمة والهيكل العظمي في منتصف الوجه.
3. القياس الخطي لمتغيرات الجمجمة ومنتصف الوجه
تم إجراء قياسات القحف الوجهي الخطي في برنامج معالجة الصور الطبية ثلاثي الأبعاد ، باستخدام وظيفة قياس المسافة. بعد إعادة البناء ثلاثي الأبعاد ووضع المعالم ، تم الوصول إلى أداة القياس من خلال قوائم التحليل → القياسات → المسافة بين النقاط . في هذه الوظيفة ، تم اختيار معلمين تشريحيين يدويا في إعادة البناء ثلاثي الأبعاد ، وقام البرنامج تلقائيا بحساب المسافة الإقليدية بين الإحداثيات المحددة وتم عرض النتائج في نافذة نتائج القياسات.
تم الحصول على القياسات الخطية التالية: SN (طول قاعدة الجمجمة الأمامية) ، المعرفة على أنها المسافة بين السيللا (S) والناسيون (N) ؛ SBa (طول قاعدة الجمجمة الخلفية) ، تعرف بأنها المسافة بين القاعدة (S) وقاعدة (Ba) ؛ NBa (إجمالي طول قاعدة الجمجمة) ، تعرف بأنها المسافة بين الناسيون (N) والقاعدة (Ba) ؛ و ZMR - ZML (عرض الفك العلوي) ، يعرف بأنه المسافة بين الوجنة بين الغرز الوجنجية والفكية اليمنى واليسرى. تم إجراء كل قياس مباشرة على النموذج ثلاثي الأبعاد مع تطبيق أدوات التكبير والدوران حسب الضرورة لضمان وضع دقيق للنقطة.
عند الانتهاء ، تم تحديث قائمة القياس تلقائيا داخل شجرة مشروع البرنامج. تم تصدير مجموعة البيانات الكاملة باستخدام وظيفة تصدير القياسات وحفظها بتنسيق .xls ، بما في ذلك جميع تسميات المعالم مع قيمها الخطية المقابلة. واستخدمت هذه القيم المصدرة لاحقا للتحليل الإحصائي.
4. تطبيق نموذج الانحدار
تم استيراد القياسات المصدرة إلى برنامج جداول بيانات لمزيد من التحليل. باستخدام صيغة انحدار Hariri-Ros-Nor ، تم حساب القيم المتوقعة لكل من طول قاعدة الجمجمة الكلي وعرض الفك العلوي. تم تطبيق المعادلات التالية:
ثم تمت مقارنة القيم المتوقعة المشتقة من هذه الصيغ مع القيم المقاسة المقابلة لكل موضوع لتقييم الاتساق والانحراف في مورفولوجيا الجمجمة عن طريق حساب الانحراف المعياري لمجموعة البيانات. بعد ذلك ، أصبحت مجموعة البيانات جاهزة الآن للتحليل الإحصائي.
5. التحليل الإحصائي
تم تجميع جميع القيم المقاسة والمتوقعة في مجموعة بيانات واحدة وتحليلها باستخدام برنامج التحليل الإحصائي. تم حساب الإحصائيات الوصفية أولا لتلخيص معلمات قاعدة الجمجمة ومنتصف الوجه عبر جميع المجموعات. تم تقييم الاختلافات بين المجموعات باستخدام اختبار مان-ويتني يو غير البارامتري. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء تحليل ارتباط بيرسون لتقييم العلاقة بين قياسات العمر والقحف داخل كل مجموعة. تم إنشاء تمثيلات مرئية للبيانات ، بما في ذلك المخططات الصندوقية للمقارنات الجماعية والرسوم البيانية الخطية لاتجاهات الارتباط ، لدعم وتوضيح التفسيرات الإحصائية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وفقا للجدول 1 ، كانت قيم NBa المقاسة أعلى باستمرار من نظيراتها المتوقعة في جميع المجموعات ، مع لوحظ أكبر انحراف في مجموعة تعظم الدروز الباكر المتلازمي (SCO). في المقابل ، كانت قيم ZMR-ZML (عرض الفك العلوي) أقل بكثير مما كان متوقعا في جميع الفئات ، مما يدل على تباين كبير.
بعد تحليل ارتباط بيرسون (الجدول 2) وتوزيع مخطط تشتت المصفوفة (الشكل 1) داخل المجموعة العادية ، تم تحديد ارتباط إيجابي قوي بشكل ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
توضح هذه الدراسة التجريبية بروتوكول تصوير منظم وقابل للتكرار يدمج التحليل القائم على المعالم مع النمذجة التنبؤية للتقييم الكمي للوجه القحفي. يؤكد البروتوكول على الخطوات المنهجية الحاسمة مثل التجزئة الموحدة ، ووضع المعالم الدقيقة ، وإجراءات القياس المتسقة لضمان الدقة والاستنساخ. تم إجراء تجزئة الصورة وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد في برنامج معالجة الصور الطبية ثلاثي الأبعاد باستخدام معلمات عتبة متسقة لعزل أنسجة العظام وإنشاء نماذج حجمية. تم تحسين دقة وضع المعالم باستخدام أدوات التكبير / التص...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين مصالح متنافسة للإعلان.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل من قبل مجموعة جامعة مالايا لأبحاث الفم القحفي والوجه والفكين (OCReS) ، كلية طب الأسنان ، جامعة مالايا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الأقراص المدمجة (CD) | |||
| برنامج ماتيلايز ميميكس الطبي | ماتيلايز نيفادا | الإصدار 21 | برنامج معالجة الصور الطبية ثلاثي الأبعاد |
| مايكروسوفت إكسل | شركة مايكروسوفت | برامج جداول البيانات | |
| كمبيوتر شخصي مع قارئ أقراص مدمجة | |||
| الحزمة الإحصائية للعلوم الاجتماعية (SPSS) | آي بي إم | G06TFML | برنامج التحليل الإحصائي |
المراجع
- Derderian, C., Seaward, J. Syndromic craniosynostosis. Semin Plast Surg. 26 (2), 64-75 (2012).
- Rostamzad, P., et al. Prevalence of ocular anomalies in craniosynostosis: A systematic review and meta-analysis. J Clin Med. 11 (4), 1060(2022).
- Chen, K., Kondra, K., Nagengast, E., Hammoudeh, J. A., Urata, M. M. Syndromic synostosis: Frontofacial surgery. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 34 (3), 459-466 (2022).
- Bruce, W. J., et al. Age at time of craniosynostosis repair predicts increased complication rate. Cleft Palate Craniofac J. 55 (5), 649-654 (2018).
- Katouni, K., et al. Syndromic craniosynostosis: A comprehensive review. Cerus. 15 (12), e50448(2023).
- Lun, K., et al. Assessment of pediatric head shape and management of craniosynostosis. Aus J General Prac. 51, 51-58 (2022).
- Mathijssen, I. M. Guideline for care of patients with the diagnoses of craniosynostosis: Working group on craniosynostosis. J Craniofac Surg. 26 (6), 1735-1807 (2015).
- O'hara, J., et al. Syndromic craniosynostosis: Complexities of clinical care. Mol Syndromol. 10 (1-2), 83-97 (2019).
- Hariri, F., Malek, R. A., Abdullah, N. A., Hassan, S. F. Midface hypoplasia in syndromic craniosynostosis: Predicting craniofacial growth via a novel regression model from anatomical morphometric analysis. Int J Oral Maxillofac Surg. 53 (4), 293-300 (2024).
- Blum, J. D., et al. Machine learning in metopic craniosynostosis: Does phenotypic severity predict long-term esthetic outcome. J Craniofac Surg. 34 (1), 58-64 (2023).
- Wahlquist, Y., Soltesz, K. Automated covariate modeling using efficient simulation of pharmacokinetics. IFAC J Sys Con. 27, 100252(2024).
- Kasai, K., Moro, T., Kanazawa, E., Iwasawa, T. Relationship between cranial base and maxillofacial morphology. Eur J Orthod. 17 (5), 403-410 (1995).
- Zheng, L., et al. Enhancing predictive tools for skeletal growth and craniofacial morphology in syndromic craniosynostosis: A focus on cranial base variables. Diagnostics (Basel). 15 (13), 1640(2025).
- Patel, K. B., Skolnick, G. B., Mulliken, J. B. Anthropometric outcomes following fronto-orbital advancement for metopic synostosis. Plast Reconstr Surg. 137 (5), 1539-1547 (2016).
- Richtsmeier, J. T., Deleon, V. B. Morphological integration of the skull in craniofacial anomalies. Orthod Craniofac Res. 12 (3), 149-158 (2009).
- Tonello, C., Cevidanes, L. H. S., Ruellas, A. C. O., Alonso, N. Midface morphology and growth in syndromic craniosynostosis patients following frontofacial monobloc distraction. J Craniofac Surg. 32 (1), 87-91 (2021).
- Skolnick, G. B., et al. Long-term characterization of cranial defects after surgical correction for single-suture craniosynostosis. Ann Plast Surg. 82 (6), 679-685 (2019).
- Chufei, H., et al. Comparison of different 3d reconstruction software tools in preoperative modeling for cranio-maxillofacial surgery. Plastic Aesthetic Res. 12, 10(2025).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
