Hipoplasia do terço médio da face e morfologia da base do crânio na craniossinostose sindrômica: um estudo de análise comparativa usando um modelo de regressão preditiva

Resumo

Este estudo propôs uma modelagem de regressão ajustada por idade usando a morfologia do terço médio da face e da base do crânio como uma ferramenta potencial para avaliação pré-operatória e planejamento cirúrgico individualizado para crianças com craniossinostose sindrômica (CS).

Resumo

A hipoplasia do terço médio da face é uma anomalia comum em crianças com distúrbios craniofaciais, como fenda palatina e sinostose sindrômica. Um grande problema funcional associado a essa condição é o estreitamento das vias aéreas nasofaríngeas, levando a distúrbios respiratórios. Um estudo piloto envolvendo 30 conjuntos de dados de tomografia computadorizada (TC) em três grupos distintos (craniossinostose sindrômica normal, operada e craniossinostose sindrômica não operada) foi conduzido para avaliar uma fórmula publicada no terço médio da face, ou seja, 'modelo de regressão Hariri-Ros-Nor' para medição preditiva da base do crânio na craniossinostose sindrômica. Os resultados obtidos demonstraram que, embora as previsões da base do crânio (NBa) tenham sido relativamente consistentes, a largura do terço médio da face (ZMR-ZML) mostrou discrepâncias significativas em relação aos valores previstos, particularmente em pacientes com craniossinostose sindrômica operada. Verificou-se que a idade influencia significativamente a precisão da medição e a confiabilidade da previsão. Em conclusão, o presente estudo sugere que a modelagem ajustada à idade pode aumentar a precisão preditiva na avaliação craniofacial. Oferece uma ferramenta potencial para a avaliação pré-operatória e planejamento cirúrgico individualizado na craniossinostose sindrômica.

Introdução

A craniossinostose sindrômica (CS) é uma condição congênita complexa causada pela fusão prematura de suturas cranianas, resultando em crescimento crânio restrito, deformidades da base do crânio e hipoplasia do terço médio da face que muitas vezes leva a complicações funcionais e estéticas ^1,2. Essas anormalidades podem comprometer a permeabilidade das vias aéreas, a integridade visual e os resultados do neurodesenvolvimento, ressaltando a importância do reconhecimento precoce e da intervenção precisa ^1,3. O tratamento cirúrgico no SC é particularmente sensível ao tempo, pois a correção tardia aumenta o risco de aumento da pressão intracraniana, apneia obstrutiva do sono (AOS) e complicações oftálmicas, como proptose e exposição da córnea ^1,3,4. Portanto, determinar o momento ideal do avanço craniano e médio-facial continua sendo um dos aspectos mais críticos e desafiadores do manejo clínico¹.

Os métodos convencionais de avaliação da craniossinostose sindrômica geralmente dependem de análises descritivas do crescimento e limiares funcionais para orientar a intervenção cirúrgica ^5,6. Embora essas abordagens forneçam pontos de referência gerais, elas carecem de precisão preditiva específica do paciente e são influenciadas pela subjetividade clínica ^7,8. Nos últimos anos, cresceu o interesse no desenvolvimento de modelos quantitativos que possam antecipar as trajetórias de crescimento craniofacial e informar o planejamento cirúrgico individualizado. Dentre estes, o modelo de regressão de Hariri-Ros-Nor oferece uma estrutura reprodutível e quantitativa, estabelecendo relações preditivas entre os pontos de referência da base do crânio e as dimensões faciais médias, fornecendo aos médicos uma ferramenta objetiva para prever o crescimento e otimizar o tempo cirúrgico⁹.

A força preditiva desse modelo é particularmente relevante para os subtipos sindrômicos mais comuns, como as síndromes de Apert e Crouzon, que exibem padrões de crescimento e requisitos cirúrgicos distintos⁹. Usando imagens de TC craniofaciais padrão e pontos anatômicos reprodutíveis, ou seja, Sella, Nasion, Basion, ZMR e ZML, o modelo pode quantificar o crescimento facial médio com eficiência e interpretabilidade, mesmo em ambientes clínicos onde análises morfométricas geométricas avançadas ou de elementos finitos não estão disponíveis⁹. É especialmente valioso no início e no meio da infância (aproximadamente 4-12 anos), quando o crescimento facial está ativo e as decisões de tempo cirúrgico têm implicações duradouras no desenvolvimento⁹. No entanto, a aplicabilidade do modelo é limitada por sua dependência de imagens de TC, sua validação em uma única coorte e variação potencial em pacientes muito jovens ou adolescentes tardios, destacando a necessidade de sua integração com avaliação multidisciplinar¹⁰.

Com base nessa base, o modelo de regressão Hariri-Ros-Nor fornece uma abordagem reprodutível e específica do paciente para prever o crescimento da base facial média e craniana, abordando as limitações das estruturas descritivas atuais. A quantificação das relações anatômicas permite a identificação precoce de pacientes em risco de deterioração funcional e apoia o planejamento cirúrgico proativo e orientado por dados. Essas capacidades têm particular importância na prevenção de complicações irreversíveis associadas à intervenção tardia, como obstrução das vias aéreas, hipertensão intracraniana e morbidade oftálmica. Portanto, este estudo tem como objetivo avaliar a acurácia e a aplicabilidade clínica do modelo de regressão Hariri-Ros-Nor na avaliação dos padrões de crescimento da base facial e craniana entre populações pediátricas sindrômicas e não sindrômicas.

Protocolo

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética Médica da Faculdade de Odontologia da Universiti Malaya, Kuala Lumpur (DF OS1921/0082(P)). Como a pesquisa envolveu dados de tomografia computadorizada (TC) retrospectiva e anônima sem o uso de tecidos ou fluidos biológicos, o consentimento do paciente não foi necessário. A metodologia deste estudo seguiu os procedimentos descritos por Hariri et ^al.9 com várias modificações. O equipamento e o software utilizados estão listados na Tabela de Materiais.

1. Seleção do sujeito e recuperação de dados de tomografia computadorizada

Tomografias computadorizadas cranianas retrospectivas de pacientes pediátricos diagnosticados com craniossinostose sindrômica (SC) foram recuperadas do arquivo de imagem digital da Clínica Craniofacial do Centro Médico da Universidade da Malásia (UMMC), cobrindo o período de novembro de 2015 a dezembro de 2022. Além disso, foram incluídas tomografias prospectivas obtidas entre maio de 2023 e janeiro de 2024.

Os indivíduos potenciais foram identificados a partir dos registros da Clínica Craniofacial e triados manualmente pelo investigador de acordo com critérios de elegibilidade pré-definidos. Os critérios de inclusão incluíram (1) diagnóstico confirmado de craniossinostose sindrômica por cirurgiões craniofaciais, (2) disponibilidade de prontuário completo e (3) idade <12 anos. Os indivíduos de controle também tinham menos de 12 anos de idade e precisavam ter tomografias cranianas e faciais completas sem histórico de anomalias craniofaciais. Os critérios de exclusão aplicados a todas as coortes incluíram idade ≥12 anos, craniossinostose não sindrômica ou isolada, documentação clínica ou de imagem incompleta, história de cirurgia craniofacial ou hipoplasia do terço médio da face associada a outras síndromes. Após a triagem, uma lista finalizada de indivíduos elegíveis foi submetida à Unidade de Pesquisa de Imagem Biomédica para obter conjuntos de dados de crânio de TC sem contraste. Os dados de imagem foram fornecidos em discos compactos (CDs) no formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), com protocolos de aquisição padronizados de acordo com as diretrizes departamentais (espessura do corte axial ≤1,00 mm, cobertura craniofacial total e resolução de voxel consistente). A unidade de imagens biomédicas verificou a integridade do conjunto de dados, a ausência de artefatos significativos e a conformidade com os padrões DICOM antes do lançamento. Todos os conjuntos de dados verificados foram arquivados com segurança e posteriormente preparados para importação para um software de processamento de imagens médicas 3D para reconstrução e análise tridimensional. Trinta indivíduos foram selecionados no total e divididos igualmente em três coortes: grupo SC não operado (SCNO), grupo SC operado (SCO) e grupo controle normal (n = 10 por grupo).

2. 3D reconstrução e identificação de pontos de referência

Todos os conjuntos de dados importados foram exibidos nos planos axial, sagital e coronal, juntamente com uma visualização tridimensional. Os metadados dentro dos arquivos DICOM permitiram a extração automática dos parâmetros de aquisição (espessura da fatia, resolução de voxel e número de fatias). Para gerar o modelo volumétrico tridimensional, uma máscara de osso foi criada e posteriormente reconstruída selecionando Segmentação → Calcular 3D em Mímicos. A segmentação foi refinada ainda mais usando a função de limite, acessível por meio de Segmentação → Limite na barra de ferramentas principal. A variabilidade na definição óssea ou a presença de ruído excessivo podem ser observadas quando faixas inadequadas da Unidade Hounsfield (HU) foram aplicadas durante a segmentação. Esse problema pode ser resolvido aplicando a predefinição de limite padrão "Osso (TC)" disponível no software de imagens médicas 3D e refinando as máscaras de segmentação usando a função Editar máscara para excluir artefatos e melhorar a continuidade estrutural. Esse processo garantiu que apenas as estruturas ósseas fossem destacadas na máscara, excluindo assim os tecidos moles adjacentes e reduzindo o ruído ou artefatos da imagem.

Os pontos de referência anatômicos foram identificados e marcados usando a ferramenta de criação de pontos, localizada em Medições → Criar Ponto. Para cada ponto de referência, o investigador girou e ampliou a reconstrução 3D para otimizar a visibilidade e, em seguida, colocou um ponto diretamente no local anatômico com um único clique do mouse. Os seguintes pontos de referência foram registrados: a Sela (S) no ponto médio da sela túrcica, o Násio (N) na junção da sutura frontonasal, o Básio (Ba), definido como o ponto médio anterior do osso occipital na sincondrose esfeno-occipital, e as suturas zigomático-maxilares direita e esquerda (ZMR, ZML) na borda infraorbital. Pode ocorrer uma pequena variabilidade no posicionamento do ponto de referência quando os pontos são definidos a partir de uma única perspectiva de visualização. Para aumentar a precisão, cada ponto de referência foi confirmado em vários ângulos de visão, girando a reconstrução tridimensional e cruzando a referência com os planos axial, sagital e coronal antes da colocação final. Cada ponto de referência foi armazenado automaticamente na árvore do projeto na lista "Medidas". O conjunto completo de coordenadas e rótulos de pontos de referência foi exportado usando a função Exportar Medidas , produzindo conjuntos de dados em formato .csv ou .xls. Esses pontos de referência foram posteriormente usados como pontos de referência para medições lineares da base do crânio e do esqueleto facial médio.

3. Mensuração linear das variáveis cranianas e médio-faciais

As medidas craniofaciais lineares foram realizadas em software de processamento de imagens médicas 3D, usando a função de medição de distância. Após a reconstrução tridimensional e a colocação do ponto de referência, a ferramenta de medição foi acessada por meio dos menus Análise → Medições → Distância entre pontos . Nesta função, dois pontos anatômicos foram selecionados manualmente na reconstrução 3D, e o software calculou automaticamente a distância euclidiana entre as coordenadas selecionadas e os resultados foram exibidos na janela Resultados das medições.

Foram obtidas as seguintes medidas lineares: SN (comprimento anterior da base do crânio), definido como a distância entre a sela (S) e o násio (N); SBa (comprimento da base posterior do crânio), definida como a distância entre a sela (S) e o básio (Ba); NBa (comprimento total da base do crânio), definido como a distância entre o násio (N) e o básio (Ba); e ZMR - ZML (largura maxilar), definida como a distância interzigomática entre as suturas zigomático-maxilares direita e esquerda. Cada medição foi realizada diretamente no modelo 3D com ferramentas de zoom e rotação aplicadas conforme necessário para garantir o posicionamento preciso do ponto.

Após a conclusão, a lista de medidas foi atualizada automaticamente na árvore de projetos do software. O conjunto de dados completo foi exportado usando a função Exportar Medidas e salvo em formato .xls, incluindo todos os rótulos de pontos de referência com seus valores lineares correspondentes. Esses valores exportados foram posteriormente usados para análise estatística.

4. Aplicação do modelo de regressão

As medidas exportadas foram importadas para um programa de planilha para posterior análise. Usando a fórmula de regressão de Hariri-Ros-Nor, os valores previstos foram calculados para o comprimento total da base do crânio e para a largura maxilar. Foram aplicadas as seguintes equações:

Os valores previstos derivados dessas fórmulas foram então comparados com os valores medidos correspondentes para cada indivíduo para avaliar a consistência e o desvio na morfologia craniana, calculando o desvio padrão do conjunto de dados. Depois disso, o conjunto de dados agora está pronto para análise estatística.

5. Análise estatística

Todos os valores medidos e previstos foram compilados em um único conjunto de dados e analisados usando software de análise estatística. As estatísticas descritivas foram calculadas primeiro para resumir os parâmetros da base do crânio e do terço médio da face em todos os grupos. As diferenças entre os grupos foram avaliadas por meio do teste não paramétrico U de Mann-Whitney. Além disso, a análise de correlação de Pearson foi realizada para avaliar a relação entre idade e medidas cranianas dentro de cada grupo. Representações visuais dos dados, incluindo boxplots para comparações de grupos e gráficos de linhas para tendências de correlação, foram geradas para apoiar e esclarecer interpretações estatísticas.

Resultados

De acordo com a Tabela 1, os valores de NBa medidos foram consistentemente maiores do que os previstos em todos os grupos, com o maior desvio observado na coorte de craniossinostose sindrômica (SCO) operada. Em contraste, os valores de ZMR-ZML (largura maxilar) foram significativamente menores do que o previsto em todas as categorias, demonstrando considerável variabilidade.

Após a análise de correlação de Pearson (Tabela 2) e...

Discussão

Este estudo piloto demonstra um protocolo de imagem estruturado e reprodutível que integra análise baseada em pontos de referência com modelagem preditiva para avaliação craniofacial quantitativa. O protocolo enfatiza etapas metodológicas críticas, como segmentação padronizada, posicionamento preciso do ponto de referência e procedimentos de medição consistentes para garantir precisão e reprodutibilidade. A segmentação de imagens e a reconstrução tridimensional foram realizadas no softwa...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Compact Dics (CD)
Software Materialise Mimics Medical	Materialise NV	Versão 21	Software de Processamento de Imagens Médicas 3D
Microsoft Excel	Microsoft Inc.		Software para Planilha
Computador pessoal com leitor de CD
Pacote Estatístico para as Ciências Sociais (SPSS)	IBM	G06TFML	Software de Análise Estatística