Presentamos un protocolo detallado para el análisis tridimensional de los cambios en tejidos blandos mediante el uso de estereofotogramatría.
Artículo de método
Presentamos un protocolo detallado para el análisis tridimensional de los cambios en tejidos blandos mediante el uso de estereofotogramatría.
La evaluación del impacto del tratamiento dental y ortodóntico, así como de la cirugía ortognática en los tejidos blandos faciales, es de vital importancia, ya que este tipo de tratamiento puede afectar significativamente la estética facial y, por tanto, la satisfacción del paciente. Una evaluación precisa de la respuesta de los tejidos blandos faciales es esencial para lograr resultados óptimos en el tratamiento. La estereofotogrametría tridimensional (3D) es una herramienta fiable, libre de radiación y no invasiva que puede utilizarse para evaluaciones cuantitativas de la superficie de los tejidos blandos, ofreciendo una representación altamente precisa de las estructuras faciales. El objetivo de este protocolo es demostrar una metodología que pueda utilizarse para la evaluación cuantitativa de los cambios en los tejidos blandos faciales mediante estereofotogramatría. Para la demostración en vídeo, utilizamos un software de análisis de imágenes 3D. El protocolo propuesto incluye los pasos de preparación de la imagen, registro espacial en un eje 3D, selección y superposición de las áreas de interés, y cálculo del volumen del área incluida entre las dos imágenes superficiales de tejidos blandos implicadas en la evaluación. Este protocolo ha sido probado para verificar su validez y reproducibilidad y puede tener aplicaciones variables tanto para fines clínicos como de investigación.
La evaluación de los cambios en los tejidos blandos faciales es importante en odontología porque los tejidos blandos faciales son una parte esencial de la estética y la función, y se consideran parte integral de la planificación del tratamiento en todas las disciplinas dentales. La evaluación de tejidos blandos permite a los clínicos predecir el impacto de intervenciones terapéuticas —como la ortodoncia, la prótesis y la cirugía ortognática— en la apariencia y el equilibrio facial1. Confiar únicamente en mediciones esqueléticas o dentales puede resultar en resultados de tratamiento comprometidos, ya que lograr una oclusión ideal y/o relaciones óseas no siempre se traduce en cambios equilibrados o deseados en los tejidos blandosfaciales 2,3.
El análisis de tejidos blandos es esencial para la planificación individualizada del tratamiento, ya que ayuda a identificar características faciales basales, anticipar los efectos del crecimiento y el envejecimiento, y predecir cómo las intervenciones dentales, ortodóncicas o quirúrgicas alterarán los contornos faciales y el soporte estructural 4,5. Específicamente, los cambios en el soporte labial, la convexidad facial y la baja altura facial están directamente influenciados por modificaciones dentales y esqueléticas, y estos cambios pueden afectar significativamente la satisfacción del paciente y el resultado estéticopercibido 2,4. La evaluación precisa de los cambios en tejidos blandos es crucial para lograr resultados óptimos en zonas estéticas, especialmente en implantes y odontología restauradora, donde la preservación o aumento del volumen de tejidos blandos es necesaria para mantener una apariencia y funciónnaturales 6. Las modernas tecnologías de imagen y escaneo tridimensional han mejorado la precisión y reproducibilidad de las mediciones de tejidos blandos, facilitando un mejor diagnóstico, planificación del tratamiento y evaluación de resultados 7,8,9.
El estándar de oro para la evaluación de tejidos blandos es la imagen 3D en serie para cuantificar los cambios en el volumen de tejidos blandos, complementados con examen clínico y síntomas reportadospor el paciente 10. El enfoque más preciso y reproducible es la estereofotogrametría 3D serial o escaneo láser de superficies, que permite medir con precisión los cambios en el volumen de tejidos blandos a lo largo deltiempo 10,11,12. Publicaciones previas han descrito métodos cuantitativos para la evaluación de cambios en tejidos blandos faciales en la literatura oral y maxilofacial, aunque los resultados reportados siguen siendo muy variables 10,11,12,13,14,15,16,17. Sin embargo, en la mayoría de los estudios previos, no se incluyen detalles sobre los pasos implicados y la reproducibilidad de los resultados a menudo no se informa. Además, no existe una demostración en vídeo de la parte manual del proceso, lo cual sería prácticamente muy valioso para clínicos e investigadores interesados en realizar la evaluación de tejidos blandos. Esta demostración en vídeo muestra en detalle una metodología para realizar una evaluación de cambios volumétricos 3D semi-automatizada, de alta precisión y altamente reproducible utilizando imágenes superficiales faciales.
Este protocolo se llevó a cabo de acuerdo con las directrices éticas establecidas por el Comité de Revisión Institucional de los Institutos Nacionales de Salud (NIDCR IRB #16-D-0040). Se obtuvo el consentimiento informado de todos los sujetos bajo un protocolo aprobado por el NIH IRB (NCT02639312), que permitía el uso de fotografías faciales 3D en publicaciones relacionadas con la investigación. Todas las imágenes se realizaron en la Clínica Dental de los NIH utilizando un sistema de imagen3D 18. Consulte la Tabla de Materiales para detalles sobre el software utilizado en este protocolo. Se obtuvo el consentimiento explícito para el uso de las fotografías faciales 3D empleadas en este protocolo.
1. Preparación de la imagen
2. Registro de imagen de base en la cuadrícula del eje 3D
NOTA: La imagen de referencia está definida por el diseño del estudio. Esta imagen es una referencia desde la que se registrarán las imágenes posteriores del sujeto individual. La simetría de la línea media se establece de la siguiente manera:
3. Anotaciones emblemáticas
NOTA: Se seleccionó un registro basado en un punto de referencia de tejidos blandos en lugar de un método basado en superficies para tener mejor en cuenta la variación en la disponibilidad superficial, que está limitada por la calidad de imagen y restringida a regiones no afectadas por cirugía. La secuencia de anotaciones de monumentos debe ser la misma para cada imagen. Si es posible, anota un punto de referencia específico del paciente, como una cicatriz o lunar, que se encuentre fuera de la región afectada por la cirugía. La selección de puntos de referencia debe depender del área de interés de cada evaluación.
4. Selección de áreas de interés en la imagen base y la medición de volumen
5. Registro de imágenes posteriores, superposición de áreas de interés y medición de volumen
Este protocolo describe en detalle un enfoque estandarizado y reproducible para la evaluación 3D de los cambios en los tejidos blandos faciales. La estereofotogrametría permite cuantificar con precisión la hinchazón facial capturando los cambios superficiales a lo largo del tiempo. Mediante un proceso de registro guiado por hitos, las imágenes postoperatorias se alinean con una línea base estable, permitiendo la superposición y comparación de las áreas afectadas por la cirugía. Un área de interés se define usando límites anatómicos reproducibles, y el volumen correspondiente se calcula en milímetros cúbicos (cm3). Como cada sujeto actúa como su propio control interno, los volúmenes absolutos no son directamente comparables entre sujetos en este análisis.

Figura 1: Demostración de la medición volumétrica tridimensional. Demostración del uso de este protocolo para la evaluación cuantitativa de la cantidad de hinchazón facial tras la cirugía ortognática. (A) Imagen basal adquirida un año después de la cirugía, cuando la hinchazón postoperatoria se resolvió completamente. La imagen se registró en una cuadrícula de ejes 3D utilizando los siguientes puntos anatómicos: canthi medial y lateral bilateral, glabella. con la definición del ROI. (B) Imagen postoperatoria adquirida una semana después de la cirugía, cuando la mayoría de los pacientes experimentan mayor hinchazón. Se registró en la misma cuadrícula de ejes, con proyección del ROI base sobre la imagen. (C) Superposición de imágenes basales y postoperatorias para confirmar la precisión de la alineación. (D) Máscaras volumétricas generadas a partir del ROI en ambos puntos temporales, con la medición volumétrica resultante en milímetros cúbicos (cm3). (E) Mapa térmico comparando las diferencias de volumen entre las máscaras; El azul y el verde indican un aumento de volumen, mientras que el amarillo y el naranja indican menor volumen en comparación con la imagen base. Se incluye un índice numérico codificado por colores como referencia. La diferencia volumétrica exacta entre las dos máscaras también se proporciona como salida. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
La imagen 3D se ha convertido en el estándar de atención en los campos de la odontología y la cirugía craneofacial y ofrece evaluaciones cuantitativas de tejidos blandos de altaprecisión 11. La reproducibilidad y precisión de la colocación de hitos anatómicos en imágenes 3D también han sido validadas en estudiosprevios 19. Por ello, la estereofotogrametría o imágenes 3D de tejidos blandos faciales permite la adquisición de mediciones antropométricas precisas y la cuantificación objetiva de los cambios en tejidos blandos mediante comparaciones longitudinales de imágenes.
La literatura previa sobre la evaluación de tejidos blandos faciales suele describir métodos que requieren una formación extensa en software especializado de análisis de imágenes, la combinación de diferentes modalidades y tipos de software de imagen, o la anotación de múltiples puntos de referencia, lo que puede requerir un tiempo y esfuerzo considerables por parte de losusuarios 11,13,14,20,21,22,23,24,25,26. También se ofrece una superposición basada en áreas como opción por diferentes programas y se ha implementado en estudiosprevios 27. Esta es una herramienta alternativa de superposición que podría usarse en lugar de la anotación manual de monumentos. Sin embargo, basándose en la experiencia práctica de los autores tras haber probado ambos métodos como parte de un estudio de cohorte retrospectivo, la superposición basada en hitos fue una opción más sencilla y precisa.
La razón principal era que la superposición basada en áreas era más sensible a pequeñas diferencias entre las imágenes superpuestas, como, por ejemplo, la presencia incluso de un solo vello en la superficie de la piel o la orientación precisa de la cabeza. Este es un problema inherente a los estudios retrospectivos que podría haberse evitado con el uso de un protocolo de adquisición de imagen más estandarizado, como se recomienda a continuación. No obstante, publicaciones previas que utilizan superposición basada en puntos de referencia no incluyen una guía escalonada del proceso para que pueda ser fácilmente replicada por otros clínicos y/o investigadores. Aquí presentamos un marco estandarizado para la cuantificación de cambios volumétricos, que ya está integrado en el software de imagen existente. Este es un enfoque sencillo para la evaluación volumétrica de tejidos blandos que no requiere experiencia en el campo del análisis de imágenes.
Algunos de los desafíos técnicos que a menudo se encuentran durante la superposición de imágenes superficiales faciales están relacionados con la presencia de vello facial. Dependiendo de su longitud y grosor, el vello facial puede comprometer significativamente la precisión de los escaneos porque la superficie de la piel queda oculta. En consecuencia, la comparación entre escáneres, que es una evaluación cuantitativa y de alta sensibilidad, va a ser poco fiable. Por lo tanto, se recomienda encarecidamente la existencia de un vello facial muy mínimo o, idealmente, sin vello facial antes de la adquisición de los escaneos faciales 3D. El cabello del sujeto también debe colocarse alejado del rostro, permitiendo una vista clara de la cara, la frente y las orejas.
Además, los pacientes con patrones respiratorios orales o incompetencia labial debido a discrepancias esqueléticas subyacentes suelen tender a posturar con los labios separados. Esto puede convertirse en un problema durante la comparación de escaneos seriales, especialmente cuando la posición de los labios no es consistente. La posición de los labios debería ser reproducible cuando se incluyan dos o más escaneos realizados en diferentes momentos en evaluaciones volumétricas comparativas. Por último, también se deben evitar las expresiones faciales durante la adquisición de los escaneos por razones de consistencia y reproducibilidad. Se recomienda que todas las imágenes se tomen con el paciente manteniendo una expresión facial neutral, con los labios cerrados, si es posible, y manteniendo los dientes en contacto en sus relaciones habituales de mordida. Esta posición se considera la más fácil de replicar con el tiempo.
Además, también es importante instruir a los sujetos en consecuencia, para que sepan exactamente qué deben hacer y qué implica el proceso de captura de las imágenes. Por la misma razón, el personal implicado en la adquisición de las imágenes debe ser formado y calibrado entre sí cuando hay más de una persona involucrada. Esto puede mejorar significativamente la calidad de los escaneos y, en consecuencia, la precisión de las evaluaciones cuantitativas.
En resumen, este protocolo proporciona una guía práctica para futuras evaluaciones clínicas y estudios de investigación que buscan evaluar el impacto de diferentes tipos de intervenciones terapéuticas en la estética facial, así como la progresión de los procesos de curación, en el caso de evaluaciones longitudinales. Este tipo de evaluación puede ser muy informativa en diversos campos de la odontología, y especialmente en los campos de la prótesis fija y removible, la ortodoncia y la cirugía ortognática 28,29,30,31,32,33,34. Los estudios de investigación centrados en la respuesta de tejidos blandos a intervenciones dentales y/o esqueléticas proporcionarían información valiosa sobre el efecto de estas diversas modalidades de tratamiento en el contorno de los tejidos blandos faciales, que es un componente esencial del resultado global del tratamiento. Además, las evaluaciones longitudinales de los cambios en los tejidos blandos relacionados con el envejecimiento pueden ser igualmente informativas sobre el efecto a largo plazo que diferentes tipos de tratamiento podrían tener en el perfil de tejidos blandos. Esta información podría utilizarse en el futuro como parte de enfoques personalizados de simulación de resultados de tratamiento, que podrían ser una parte esencial de la planificación del tratamiento y las consultas con el paciente.
Los autores no tienen conflictos de interés que revelar.
Esta investigación fue financiada por el Programa de Investigación Intramuros del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial (NIDCR) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH).
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cámara Vectra H1 | Canfield Scientific | N/A | Sistema de imagen 3D portátil |
| Software Vectra | Canfield Scientific | N/A | Software de análisis de imágenes |
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