Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

İnsan Koni Işınlı Bilgisayarlı Tomografi Taramalarında Üç Boyutlu Sefalometrik Dönüm Noktası Ek Açıklama Gösterimi

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

Burada, insan koni ışınlı bilgisayarlı tomografi taramalarının kullanımı ile üç boyutlu sefalometrik analizin yapılması için ayrıntılı bir protokol sunulmaktadır.

Abstract

Kraniofasiyal sefalometrik analiz, baş ve yüzdeki çeşitli kemiklerin ve yumuşak dokuların ilişkisinin değerlendirilmesinde kullanılan bir tanı aracıdır. Sefalometrik analiz geleneksel olarak 2D radyografiler ve yer işareti setleri kullanılarak gerçekleştirilmiş ve boyut, doğrusal ve açısal ölçümler ve 2D ilişkiler ile sınırlandırılmıştır. Diş hekimliği alanında 3D koni ışınlı bilgisayarlı tomografi (CBCT) taramalarının artan kullanımı, her üç düzlemde de şekil ve uzunlamasına gelişimin daha gerçekçi bir analizini içeren 3D sefalometrik analize evrim ihtiyacını belirlemektedir. Bu çalışma, insan CBCT taramalarında doğrulanmış bir dizi iskelet dokusu işaretinin kullanılmasıyla 3D sefalometrik analizin bir gösterimidir. Bir 3B birimdeki her yer işaretinin ek açıklamasına ilişkin ayrıntılı yönergeler, adım adım protokolün bir parçası olarak sağlanır. Oluşturulan ölçümler ve yer işaretlerinin 3D koordinatları hem klinik hem de araştırma amacıyla dışa aktarılabilir ve kullanılabilir. Temel ve klinik kraniyofasiyal çalışmalarda 3D sefalometrik analizin tanıtılması, kraniyofasiyal büyüme ve gelişme alanında gelecekteki ilerlemelere yol açacaktır.

Introduction

İnsan kafatasının diş ve iskelet ilişkilerini inceleyen sefalometrik analiz, sefalometrinin klinik uygulamasıdır. İnsan evrimi ve kraniyofasiyal gelişimi inceleyen antropologlar, gelişimsel biyologlar, adli tıp uzmanları ve kraniyofasiyal araştırmacılara ek olarak, diş hekimleri, ortodontistler ve ağız ve çene cerrahları da dahil olmak üzere ağız sağlığı profesyonelleri tarafından bir tedavi planlama aracı olarak kullanılmaktadır. Ortodontide sefalometrik analizi kullanan ilk kurumlar 1931'de Almanya'da Hofrath ve ABD'de Broadbent idi 1,2,3. Analizin temel amacı, bir bireyin kraniyofasiyal oranlarını değerlendirmek ve maloklüzyonun anatomik kaynağını tanımlamak için teorik ve pratik bir kaynak sağlamaktır1. Bu, maksilla ve mandibulanın büyüme paterninin izlenmesine, uzaydaki ilişkisel konumlarının izlenmesine ve yumuşak doku ve diş yer değiştirmesindeki değişikliklerin gözlenmesine izin verdi. Sonuç olarak, ortodontik tedavinin getirdiği değişiklikler izlenebilir, tedavi planlaması için konulacak bir tanı için iskelet ve diş ilişkileri karakterize edilebilir. Dentofasiyal kompleksin değerlendirilmesi, bir hastanın sefalometrik izlemesini, benzer yaş, ırk ve etnik kökene sahip normal bir popülasyonu temsil eden referans değerlerle karşılaştırarak yapıldı1.

Geleneksel analiz yöntemi, üç boyutlu (3B) yapıların iki boyutlu (2B) bir tasvirinden oluşuyordu 4,5. Bu tekniğin önemli bir aksaklığı, anatomik yapıların düz film veya dijital formatlarda geleneksel röntgen görüntüleme yoluyla bozulması ve büyütülmesidir, bu da yanlış sefalometrik izlemelere ve yorumlara yol açabilir 6,7. Aksiyel bilgisayarlı tomografi (BT) ve spiral BT şeklinde 3D görüntülemenin ilk tanıtımı, yüksek maliyet ve yüksek radyasyon dozları nedeniyle dental veya tıbbi olmayan uygulamaları içermemiştir. Bununla birlikte, koni ışınlı bilgisayarlı tomografi (CBCT) taramalarının ortaya çıkması, masraflar ve radyasyon dozları BT1'den önemli ölçüde daha düşük olduğu için bu endişeleri hafifletmiştir. Bu görüntüleme anlatısındaki değişim, CBBT'nin ortodontide yaygın olarak kullanılmasını, tanı ve tedavi planlamasında iyileşme için harekete geçirmiştir. 3D görüntülemenin geleneksel 2D görüntü tekniğine göre temel avantajı, 3D'nin denetçinin anatomik yapıları üst üste binmeler ve mekansal bozulmalar (yani, bireyin baş pozisyonu) olmadan görmesine izin vermesidir. Bu nedenle, özellikle yüz asimetrisi durumunda, sefalometrik analizin iletilmesi için kullanılan anatomik işaretlerin çok daha doğru bir şekilde konumlandırılması mümkündür. Dahası, çok daha geniş bir anatomik alan analiz edilebilir.

Sefalometri alanındaki en son gelişmelerden biri, otomatik dönüm noktası tespiti için derin öğrenmenin (DL) uygulanmasıdır 8,9,10,11. Bu çalışmaların sonuçları umut verici olsa da, yer işaretlerinin yerleştirilmesindeki doğruluk seviyeleri henüz tatmin edici değildir. Dahası, bu çalışmaların çoğu, önceki 2D sefalometrik analizlerden türetilen nispeten küçük dönüm noktası setleri kullanmakta ve kraniyofasiyal büyüme ve gelişme çalışması için önemli bir yapı olan kraniyal tabanın yetersiz kapsamını sağlamaktadır. Bu tanıtım videosu, CBCT görüntüleme4'ü içeren klinik ve araştırma çalışmalarında kullanılmak üzere yüz, kraniyal taban, mandibula ve diş bölgelerini kapsayan doğrulanmış bir dizi 3D iskelet dokusu yer işaretlerinin kullanılmasıyla manuel, yüksek hassasiyetli 3D sefalometrik analizin iletilmesi için bir metodolojiyi ayrıntılı olarak sergilemektedir. Tamamlanmış bir 3B analizin bir örneği Şekil 1'de görülebilir.

Protocol

Bu protokol, Ulusal Sağlık Enstitüleri Kurumsal İnceleme Kurulları (NIDCR IRB #16-D-0040) ve Roseman Sağlık Bilimleri Üniversitesi'nin insan araştırma etik komitelerinin yönergelerini izlemektedir. Bu protokolde kullanılan yazılımla ilgili ayrıntılar için Malzeme Tablosuna bakın. Aynı protokol, özel ayarlarına ve teknik ayrıntılarına göre ayarlamalar yapıldıktan sonra farklı yazılımların kullanımıyla takip edilebilir. Bu makalede yer alan şeklin oluşturulması için kullanılan CBCT taramaları ve video gösterimi, kullanımlarından önce anonimleştirilmiş, deneklerden bilgilendirilmiş onam alınmış ve taramalarının araştırma ile ilgili yayınlarda kullanılmasına izin verilmiştir. Her iki denek de taramaların alındığı NIH Diş Kliniği'nde görüldü (Planmeca ProMax 3D sistemi; düşük doz modu, 400 μm çözünürlük) ve NIH IRB onaylı bir protokole (NCT02639312) onay verildi.

1. CBCT taramasını yükleme ve 3DAnalysis modülünde görüntüleme

  1. Referans verilen yazılımı açın ve dosyaya gözat'a tıklayın. Analiz edilecek taramayı seçin ve aç'ı tıklatın.
  2. 3DAnalysis modülüne gidin.

2. Yer işareti yapılandırma dosyası yükleme

  1. 3DAnalysis modülünde, Bilgileri kaydet disketi simgesine tıklayın. Ardından, Yapılandırma yükle'yi seçin ve yapılandırma dosyasına göz atın.
    NOT: Yazarlar tarafından kullanılan yer işaretlerini içeren yapılandırma dosyası Ek Dosya 1 olarak eklenmiştir.

3. Koordinat sistemi kurulumu

  1. Yeniden Yönlendirme simgesine tıklayın.
  2. Açılan pencerede, Yer işaretlerini toplayarak seçeneğini belirleyin. Bu, kullanıcının tüm taramaları aynı şekilde yönlendirmesine izin verir, bu da 3D koordinat değerlerinin karşılaştırılması için önemlidir. Bu protokol için seçilen seçenekler şunlardır: Origin Landmark olarak N, Or R işaretleriyle üç noktalı tanım, Or L, Po L ve N ve Ba işaretleriyle A-P Eksenini (Orta Sagital Düzlem) Tanımla.

4. CBCT tarama görüntüsü ayarlamaları

  1. Ekranın sol tarafındaki menüden görüntü gürültüsünü azaltmak için Parlaklık ve Kontrast'ı ayarlayın.
  2. Ctrl tuşunu basılı tutarak ve aynı anda sol tıklayarak ve ekran boyunca kaydırarak yakınlaştırın ve uzaklaştırın. Shift tuşunu basılı tutarak ve aynı anda sol tıklayarak ve ekran boyunca kaydırarak görüntüyü bedensel bir şekilde hareket ettirin. Uzayın tüm düzlemlerinde kesit görünümleri oluşturmak için ayarlar menüsünden Kırpma'yı etkinleştirin.

5. Yeni yer işaretlerinin eklenmesi

  1. Bir araç simgesi olan Ayarlar menüsünden, kullanılabilir yer işareti seçeneklerinin bir listesini görüntülemek için yer işaretlerine tıklayın ve ardından tercih ettiğiniz yer işaretini seçin.
  2. Yer işaretleri için varsayılan bir görünüm ayarlamak üzere izleme görevini seçin, ayarla'ya tıklayın, yer işareti'ni seçin, görünümü istediğiniz gibi ayarlayın ve geçerli görünüm ayarlarını kullan'a tıklayın. Ek yer işaretlerinin varsayılan görünümünü değiştirmek için yukarıdaki adımları tekrarlayın.

6. 3D anatomik işaretlerin ek açıklaması

  1. Ekranın solundaki menünün üst kısmından İzleme Oluştur'u seçin. Açılan pencerede, pencerenin sol alt köşesindeki Başlat'a tıklayın. Yer işaretinin tanımına göre yerleştirilmesi gereken konumdaki 3B birime doğrudan sol tıklayarak 3B yer işaretlerine açıklama eklemeye başlayın.
  2. Ekranın sağındaki bölüm görünümlerini kullanarak yer işaretinin konumunu onaylayın ve ayarlayın. Görülememeleri durumunda, soldaki düzen seçim menüsünden Dilim bulucu'yu seçin. Bir yer işaretinin yerleşimini onaylamak için Durdur'u tıklatın ve yer işaretini görselleştirmek üzere istediğiniz görünümü seçin. Onaylandıktan sonra, kalan yer işaretlerini yerleştirmeye devam edin.
  3. 3B birimi kullanarak yer işaretinin konumunu değiştirmek için, İzleme görevleri menüsünün altındaki Durdur'a tıklayarak analizi durdurun, taşınacak yer işareti noktasına tıklayın ve istediğiniz yeni konuma sürükleyin.
  4. Bir yer işaretine yeniden açıklama eklemek için, yer işaretinin yanındaki işaretli kareye çift tıklayın ve ardından takip eden soruya Evet yanıtını verin.

7. Her 3B yer işareti için tanım ve özel ek açıklama talimatları

  1. Basion (Ba)-foramen magnumunun ön eğriliğinin ön sınırındaki orta nokta
    1. Eksenel bölüm için, foramen magnum bölümünün eğriliğinin en derin ucunu arayın. Sagital bölüm için, foramen magnumunun orta bölümünün en arka noktasını arayın. Koronal bölüm için, foramen magnumunun eğriliğinin alt orta noktasını arayın.
  2. Porion (Po_R, Po_L)-her kulak kanalının üst kenarında bulunan en üstün, arka ve dış nokta (dış işitsel meatus)
    1. Eksenel bölüm için, dış işitsel meatusun kenar boşluğunun kenarını arayın. Sagital bölüm için, östaki borusunun kemikli kanalla kesişme noktasını arayın. Koronal kesit için, üst eğriliğin alt sınırındaki orta noktayı arayın. Noktadan geçen dikey çizgi kabaca kulak kanalını ikiye böler.
  3. Nasion (N)-frontal kemik ve burun kemikleri arasındaki dikişin kesişimi (fronto-nazal sütür)
    1. Eksenel kesit için, dikişin eğriliğinin orta noktasını / yüksekliğini arayın. Sagital bölüm için, frontal ve burun kemiklerinin buluştuğu dikişin ön noktasını arayın. Koronal bölüm için, fronto-nazal sütürün merkezini arayın. İçinden geçen dikey çizgi kabaca burnu ikiye böler.
  4. Orbitale (Or_R, Or_L)-inferior orbital janttaki en antero-inferior nokta
    1. Önden görünümü (kemikli pencere) varsayılan olarak ayarlayın ve yörüngenin alt eğriliğinin en alt noktasını bulmak için yörüngenin alt kenar boşluğunun eğriliğine ulaşılana kadar eksenel olarak aşağıdan üste doğru kırpın.
    2. Yer işaretinin kemikte olduğunu doğrulamak için 2B görünümleri kullanın. Sagital ve koronal bölümleri, orbitalin ön pozisyonunu yansıtacak şekilde ayarlayın. Dönüm noktasının, yörüngesel kenarın kıvrılmaya başladığı noktaya kadar ön konumda olduğundan emin olun.
  5. Supraorbitale (SOr_R, SOr_L) - üstün orbital kenarın en üstün ve ön noktası
    1. Önden görünümü 3B hacimde varsayılan olarak ayarlayın ve yörüngenin üst sınırının en üstün noktasını bulmak için yörüngenin üst kenar boşluğunun eğriliğine ulaşılana kadar eksenel olarak kademeli olarak üstten aşağıya doğru kırpın.
      NOT: Değişken anatomisi nedeniyle supraorbital çentiği işaretlemekten kaçının.
    2. Sagital ve koronal bölümleri, yer işaretinin ön pozisyonunu yansıtacak şekilde ayarlayın. Dönüm noktasının, yörüngesel kenarın kıvrılmaya başladığı noktaya kadar ön konumda olduğundan emin olun.
  6. Sella orta noktası (sella)
    1. Hipofiz bezinin veya hipofizin konumlandırıldığı sfenoid kemiğin gövdesinde eyer şeklinde bir depresyon olan sella turcica veya hipofiz fossa'nın merkezini arayın. Yer işaretini tüm uçaklarda sella turcica'nın merkezine ayarlayın.
    2. Sagital bölüm için, dönüm noktasını sella turcica'nın ortasına yerleştirin. Eksenel ve koronal bölümler için görünümleri buna göre ayarlayın.
  7. Sella inferior (Si)-sella turcica'nın konturu üzerindeki en aşağı ve merkezi nokta, sella ile aynı düzlemde
    1. Sagital bölüm için, dönüm noktasını sella turcica'nın sagital bölümünün en alt noktasına yerleştirerek başlayın. Eksenel ve koronal kesitler için, konumu bölümün ortasında olacak şekilde ayarlayın.
  8. Sella posterior (Sp)-sella turcica'nın konturu üzerindeki en arka ve merkezi nokta, sella ile aynı düzlemde
    1. Sagital bölüm için, dönüm noktasını sella turcica'nın sagital bölümünün en arka noktasına yerleştirerek başlayın. Eksenel ve koronal kesitler için, konumu bölümün ortasında olacak şekilde ayarlayın.
  9. Clinoid process (Cl)-sella ile aynı düzlemde anterior clinoid prosesin konturu üzerindeki antero-superior nokta
    1. Sagital bölüm için, dönüm noktasını klinoid işlemin konturunun en antero-üstün noktasına yerleştirerek başlayın. Eksenel ve koronal kesitler için, konumu bölümün ortasında olacak şekilde ayarlayın.
  10. Zigomatik kemer (ZygArch_R, ZygArch_L)
    1. Zigomatik kemerin ana hatlarındaki en latero-inferior noktayı arayın. Kafatasının düzgün bir şekilde yönlendirildiğinden ve zigomatik kemerlerin submental görünümden açıkça ve "dik" olarak görüldüğünden emin olun.
      NOT: Kafatası eğilirse, doğru yer işareti ek açıklaması tehlikeye girer.
    2. Eksenel kesit için, dönüm noktasını zigomatik kemerin eğriliğinin en lateral ve alt noktasına yerleştirin. Sagital bölüm için, yer işaretini bölümün en alt noktasına yerleştirin. Koronal bölüm için, yer işaretini bölümün en yanal noktasına yerleştirin.
  11. Frontozigomatik sütür (FronZyg_R, FronZyg_L)-frontozigomatik sütür üzerindeki antero-lateral nokta.
    1. Sagital bölüm için, dikişin bölümde açıkça görülebildiğinden emin olun. Yer işaretini frontal kemik bölümünün en ön noktasına dikişin yanına yerleştirin. Eksenel ve koronal kesitler için, bölümün en üstün noktasını arayın.
  12. Burun boşluğu (NasCav_R, NasCav_L)-burnun lateral duvarının birleşme noktası, piriform jant/burun tabanı ve maksillanın üst sınırı
    1. Üçlü kavşak en iyi koronal bölümde görülür. Yer işaretini kavşağın mesial tarafına yerleştirerek başlayın. Eksenel kesit için, yer işaretini bölümün uç noktasına yerleştirin. Sagital bölüm için, yer işaretini maksiller sınırdaki dikişin en yanal noktasına yerleştirin.
  13. Jugal noktası (J_R, J_L)
    1. Maksillanın jugal sürecinin en derin orta noktasını arayın. Yer işaretine, çoğunlukla maksiller birinci azı dişi ile aynı hizada olacak şekilde açıklama ekleyin.
    2. Koronal bölüm için, dönüm noktası konumunu jugal işlemin bölümünün eğriliğinin en derin ucuna ayarlayarak başlayın. Aksiyel kesit için, kemik yoğunluğunun değiştiği noktada, bölümün en yanal noktasını arayın. Sagital bölüm için, kemik yoğunluğunun değiştiği noktada, bölümün en alt noktasını arayın.
  14. Articulare (Ar_R, Ar_L)-kondil kafasındaki en arka nokta, glenoid fossa'ya daha yakın
    1. Eksenel kesit için, kondilin arka eğriliğinin merkezi etrafındaki en arka noktayı arayın. Sagital bölüm için, kondilin arka eğriliğindeki en arka noktayı arayın. Koronal bölüm için, dönüm noktasının kemik üzerinde olduğunu gösteren küçük radyoopak alanı arayın.
  15. Koronoid süreç (Cor_R, Cor_L)-koronoid sürecin en üstün noktası
    1. Sagital ve koronal bölümler için, dönüm noktasını koronoid işlemin üstüne yerleştirin. Eksenel kesit için, dönüm noktasının kemik üzerinde olduğunu gösteren küçük radyoopak alanı arayın.
  16. Glenoid fossa (G_Fos_R, G_Fos_L)
    1. Glenoid fossa üzerinde, kondiler kafanın fossa ile maksimum eklemlenme halinde olduğu bir nokta arayın. Bu, kubbe şeklindeki fossanın yaklaşık merkezidir.
    2. 3B'de, her iki kondili de makul derecede iyi gösteren bir görünüm elde etmek için koronal bölümü seçin. Bu görünümde fossa'nın alt sınırında bir nokta seçin, böylece bu noktadan dikey bir çizgi kabaca kondili ikiye böler; Bunun fossa'nın tam merkezi gibi görünmeyebileceğini unutmayın. Maksimum artikülasyon noktasını hedefleyin (yani, kabaca merkeze yakın veya bazı durumlarda tam merkez).
    3. Koronal bölüm için, glenoid fossa kubbe bölümüne en yakın noktayı arayın. Sagital bölüm için, glenoid fossa kubbe bölümünün en üstün noktasını arayın. Eksenel kesit için, diğer iki görünüm ayarlanmışsa belirli bir ince ayar uygulamayın.
  17. Mandibula profili (sağ ve sol): condylion (Co_R, Co_L), gonion (Go_R, Go_L), antegonion (Ag_R, Ag_L)
    NOT: Mandibular profil izlendikten sonra yer işaretlerine otomatik olarak açıklama eklenir.
    1. Kondiliyonu kondil üzerindeki en arka ve üstün nokta olarak tanımlayın. Gonyonu, ramusun birleşme noktası ve mandibulanın gövdesinin oluşturduğu açıdaki en dışa dönük nokta olarak tanımlayın. Antegonion'u, ramusun alt sınırının konkavitesinin en yüksek noktası olarak tanımlayın, burada mandibulanın gövdesine katılır.
    2. Mandibular profili bir dizi noktayla izleyin (izlemeyi bitirmek için çift tıklayın veya sağ tıklayın). Mandibuler çentikten başlayın ve kondiler ve ramus profillerini ekleyin. Birkaç milimetrede bir birden fazla nokta kullanarak gonyonu dahil etmek için eğriyi açıyla takip edin. Mandibuler sınırın alt veya yan kenarındaki noktaları seçtiğinizden emin olun.
  18. Prosthion (Pr)
    1. Orta hatta maksiller alveolar sürecin en ön noktasını arayın. Maksiller merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde, Prosthion'u seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Aksiyel kesit için, labial alveoler kemik üzerindeki maksiller merkezi kesici dişlerin kök bölümlerinin ortasını tanımlayın. Sagital bölüm için, maksiller alveolar sürecin en ön noktasını arayın. Koronal kesit için, maksiller merkezi kesici dişler arasındaki orta çizgiyi arayın.
  19. A-noktası – anterior nazal omurga ve prosthion noktası arasındaki eğriliğin premaksillasındaki en derin orta çizgi noktası
    1. 3D'de, maksiller merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Bu uçakta prosthion (zaten işaretlenmiş) olacak. Yanal görünümde, A Noktası'nı seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Eksenel kesit için, bölümün ucunu tanımlayın. Sagital bölüm için, ön burun omurgası ile alveolar süreç arasındaki premaksilla eğriliğinin en derin noktasını tanımlayın. Koronal bölüm için, noktanın orta çizgide olduğundan emin olun.
  20. Anterior nazalsSpine (ANS)
    1. Burun omurgasının en ön noktasını arayın. Maksiller merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Bu düzlem prosthion ve A-noktasına (zaten işaretlenmiş) sahip olacak. Yanal görünümde, ANS'yi seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Eksenel bölüm için, bölümün ucunu arayın. Sagital bölüm için, burun omurgasının en ön noktasını arayın. Koronal bölüm için, küçük kemik bölümünün ortasını arayın.
  21. Posterior nazal omurga (PNS) – sert damağın arka kenarındaki palatin kemiklerinin tabanının orta noktası
    1. 3D'de, maksiller merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Bu düzlemde prosthion, A-noktası ve ANS zaten işaretlenmiş olacak. Yanal görünümde PNS'yi seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Eksenel kesit için, palatin tabanının orta çizgisinin en alt noktasını arayın. Sagital bölüm için, palatin kemiğinin orta bölümünün en arka noktasını arayın. Koronal bölüm için, palatin kemiğinin orta bölümünün bölümünün orta noktasını arayın.
  22. Infradentale (Kimlik)
    1. En belirgin mandibuler medial kesici dişin kron / dişinden alveoler projeksiyona geçiş noktasını tanımlayın.
    2. 3D'de, mandibuler merkezi kesici dişi ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde, Kimlik'i seçin ve 2B görünümleri onaylayın. Üç kesici diş varsa, düzlemin orta dişi ikiye böldüğünden emin olun.
    3. Eksenel kesit için, dönüm noktası ek açıklama noktasının, seçilen kesici dişin alveoler kemiği üzerindeki en ön nokta olduğunu onaylayın. Sagital kesit için, mandibuler alveoler sürecin en ön noktasını tanımlayın. Koronal kesit için, orta hattın seçilen kesici dişi ikiye böldüğünden emin olun.
  23. B noktası (B) - infradentale ve pogonion arasındaki mandibula üzerindeki en derin orta çizgi noktası
    1. 3D'de, mandibuler merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde, B Noktası'nı seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Eksenel kesit için, mandibuler merkezi kesici dişler arasına veya bir kesici eksik ise orta kesici kesitin bölümünün ortasına bakın. Sagital kesit için, mandibuler simfizin üzerindeki en derin konkavitenin noktasını önden tanımlayın. Koronal kesit için, mandibuler merkezi kesici dişler veya orta kesici dişin kesiştiği dikey ızgara çizgisi arasına bakın.
  24. Pogonion (Pog)
    1. Mandibulanın simfizi üzerindeki en ön noktayı tanımlayın.
    2. 3D'de, mandibuler merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde Pogonion'u seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    3. Eksenel kesit için, mandibuler kesitle kesişen dikey ızgara çizgisini tanımlayın. Sagital bölüm için, simfizin en ön noktasını arayın. Koronal bölüm için, dönüm noktasının kemik yüzeyine yerleştirildiğini gösteren küçük kemikli alanı arayın.
  25. Anatomik gnathion (Gn) - orta sagital düzlemde alt çenenin ön kenarındaki en düşük nokta
    1. 3D'de, mandibuler merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde, Gn'yi seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Eksenel ve koronal kesitler için, mandibuler kesitle kesişen dikey ızgara çizgisini arayın. Sagital bölüm için, alt çenenin ön kenarındaki en düşük noktayı tanımlayın.
  26. Menton (Me) - mandibuler simfizin en düşük noktası.
    1. 3D'de, mandibuler merkezi kesici dişleri ikiye bölen bir sagital bölüm seçin. Yanal görünümde, Ben'i seçin ve 2B görünümleri onaylayın.
    2. Aksiyel kesit için, dönüm noktasının kemik yüzeyine yerleştirildiğini gösteren küçük kemikli alanı tanımlayın. Sagital bölüm için, simfiz bölümünün en düşük noktasını tanımlayın. Koronal bölüm için, simfiz bölümünün en düşük orta noktasını arayın.
  27. Üst/alt sağ/sol kesici profil
    NOT: Üç nokta gereklidir: üst/alt kesici dişin kökü; Eksenel: tepe bölümünün orta noktası; Sagital, Coronal: tepenin ucu.
    1. Üst / alt kesici dişin tepesinde: eksenel ve koronal bölümlerde, insizal kenarın orta noktasını arayın; ve sagital bölümde, insizal kenarın ucunu tanımlayın.
    2. Üst / alt kesici dişin labial noktasında: eksenel bölümde, diş bölümünün orta noktasını tanımlayın; Sagital bölümde, labial yüzeyin en belirgin noktasını arayın; ve koronal bölümde, noktanın dişi ikiye bölen dikey çizgide olduğundan emin olun.
  28. Üst/alt sağ/sol azı dişi profili
    NOT: Aşağıdaki üç nokta gereklidir.
    1. Üst / alt azı dişinin kökü: eksenel bölümde, mesial kök tepesinin bölümünün orta noktasını arayın; ve sagital ve koronal bölümlerde, mesial kök tepesinin ucunu tanımlayın.
    2. Üst / alt azı dişinin ön ucu: eksenel kesitte, maksiller / mandibuler birinci azı dişinin mesial-bukkal cusp'unu tanımlayın; Sagital ve koronal bölümlerde, maksiller / mandibuler birinci azı dişinin mesial-bukkal cusp'unu arayın.
    3. Üst azı dişinin posterior ucu: eksenel kesitte, maksiller / mandibuler birinci azı dişinin distal-bukkal cusp'unu arayın; Sagital ve koronal bölümlerde, maksiller/mandibuler birinci azı dişinin distal-bukkal cusp'unu tanımlayın.
  29. Cribriform plaka (Cr) - crista galli üzerindeki orta üst nokta
    1. Sagital bölümde, crista galli'nin en aşağı noktasını seçin. Eksenel bölümde, crista galli'nin küçük bölümünün en alt noktasını arayın. Koronal bölümde, crista galli'nin en üstün noktasını seçin.
  30. Foramen ovale (ForOval_R, ForOval_L) - foramen ovale'nin en antero-medial ve üstün noktası
    1. Eksenel kesitte, bu noktanın yaklaşık olarak forameni antero-medial yönde ikiye bölen bir düzlemde bulunduğundan emin olun. Sagital ve koronal bölümlerde, kanal girişinin dibine bakın.
  31. Opisthion (Opi) - eksenel kesitteki foramen magnumunun posterior eğriliğinin arka kenarındaki orta nokta
    1. Sagital bölümde, foramen magnumunun sagital bölümünün en alt noktasını arayın. Eksenel ve koronal bölümlerde, dönüm noktasını orta hatta konumlandırın.
  32. Anterior kraniyal fossa (AntCF_R, AntCF_L) - ön ve orta kraniyal fossa'yı ayıran sınırdaki en ön üst nokta
    1. 3D'de, fossanın eğriliğine ulaşılana kadar önden arkaya doğru giden eksenel kesiti kullanın. Birden fazla kenarlık varsa, en ön kenarlığı seçin.
    2. Aksiyel kesitte, anterior kraniyal fossa bölümünün en ön noktasını tanımlayın. Sagital bölümde, anterior kraniyal fossa sınırının en üstün noktasını arayın. Koronal bölümde, anterior kraniyal fossa bölümünün en alt noktasını tanımlayın.
  33. İç akustik meatus (AcM_R, AcM_L) - temporal kemiğin petroz kısmındaki iç akustik meatus üzerindeki en arka lateral nokta
    1. Eksenel bölümde, eğriliğin bittiği kanalın başlangıcını yansıtan noktayı arayın. Sagital bölümde, eğrilik üzerindeki arka noktayı arayın. Koronal bölümde, eğrilik üzerindeki en derin noktayı tanımlayın.
  34. Hipoglossal kanal (Hypog_R, Hypog_L)
    NOT: Burası kanalın en antero-medial noktasıdır. İki kanal olması durumunda, iki kanalın arkasını seçin ve arka kanalın ön sınırındaki noktayı işaretleyin.
    1. Eksenel kesitte, eğriliğin bittiği kanalın başlangıcını yansıtan noktayı tanımlayın. Sagital bölümde, eğriliğin en derin ucunu arayın. Koronal bölümde, noktanın kabaca kanalı antero-medial yönde ikiye bölen eksen üzerinde durduğundan emin olun.

8. CBCT taramasının açıklamalı yer işaretleriyle kaydedilmesi

  1. Dosya menüsünden, ayrı bir dosya olarak kaydetmek için Kaydet veya Farklı kaydet'i seçin ve ardından tercih edilen dosya türünü seçin.

9. Ölçümleri ve/veya yer işaretli 3B koordinatları dışa aktarma

  1. Araç çubuğundan Bilgileri Kaydet / disket simgesine tıklayın ve ardından Ölçümleri Dışa Aktar veya Yer İşaretlerini Dışa Aktar'ı seçin. Sonuçları .csv dosya biçiminde dışa aktarın.

Representative Results

Doğrulanmış bir 3B yer işareti yapılandırmasının ek açıklaması, adım adım protokol ve video gösterimi kullanılarak ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. 3B hacimdeki her bir yer işaretinin ek açıklamasının yanı sıra, her bir alan düzlemine karşılık gelen 2B bölüm görünümlerinin yardımıyla başlangıç konumlarının iyileştirilmesi için özel talimatlar sağlanır. Video talimatlarıyla birlikte protokolde sağlanan ayrıntılı metodolojiyi izleyerek, kullanıcı insan CBCT taramalarının kullanımıyla sefalometrik analizin nasıl yapılacağını öğrenebilir.

Şekil 1 , bir insan kafatasının tam kafa CBCT taramasının önden ve dörtte üç görünümünü, mevcut konfigürasyona dahil edilen açıklamalı 3B yer işaretleriyle birlikte temsil etmektedir. Açıklanan tüm yer işaretleri Tip 1 ve Tip 2'dir. Tip 1 yer işaretleri, genellikle farklı anatomik yapıların kesişiminde gözlenen açıkça tanınabilir noktaları temsil eder. Tip 2 yer işaretleri, tanınabilir anatomik yapıların konturu üzerindeki maksimum eğrilik noktalarını temsil eder12. Bu analize Tip 3 veya yarı yer işaretleri dahil edilmemiştir.

Yer işaretlerinin ek açıklamasının tamamlanmasından sonra, kullanıcı tarafından dışa aktarılabilecek ve daha fazla analiz edilebilecek iki tür veri vardır: sefalometrik ölçüm ve 3B koordinat değerleri. Dentoiskelet maloklüzyonu tanı ve değerlendirilmesi için gerekli anahtar sefalometrik ölçümlerin değerleri verilmiştir. Bu ölçümler, uzayın her üç düzlemindeki iskelet ve diş ilişkilerinin ayrıntılı bir değerlendirmesini sağlar: sagital, dikey ve enine. Her yer işaretinin 3B koordinat değerleri (x, y, z) dışa aktarılabilir ve açıların ve doğrusal mesafelerin hesaplanması için kullanılabilir. Aynı koordinatların değerleri, çok değişkenli geometrik morfometrik analizin (GMA) iletimi için kullanılabilir. GMA, Kartezyen yer işareti ve / veya yarı dönüm noktası koordinatlarını kullanarak morfolojik olarak farklı şekil değişkenlerini yakalayabilen şekli incelemek için kullanılan bir yöntemdir. İncelenen yapıların boyutunu, yerini veya yönünü dikkate almadan şekli incelemek için çeşitli istatistiksel teknikler kullanılabilir. Geometrik morfometri şu anda dönüm noktası tabanlı verileri işlemek için morfometrik teorinin en köklü gövdesidir.

Figure 1
Şekil 1: Mevcut konfigürasyona dahil edilen açıklamalı 3D yer işaretleri ile bir insan kafatasının tam kafa CBCT taramasının önden ve dörtte üç görünümü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Bu protokolde kullanılan yer işaretlerini içeren yapılandırma dosyasıanaliz için doğrudan yazılıma yüklenebilir. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

Tıp ve diş hekimliği zaten 3D görüntüleme çağına girdi. Kraniofasiyal ve dental görüntüleme disiplinlerinde, CBCT taramaları, geleneksel BT makinelerine kıyasla güncellenmiş sistemlerin düşük radyasyonu ve düşük maliyeti, kolay personel kullanımı kalibrasyonu, minimum hasta işbirliği ile nispeten hızlı ve kolay elde etme ve tek bir taramadan birden fazla başka tanısal görüntü ve analiz üretme yeteneği nedeniyle giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu nedenle, klinisyenlerin ve araştırmacıların bu 3D görüntüleri nasıl okuyacaklarını, teşhis edeceklerini ve analiz edeceklerini bilmelerinin yanı sıra kraniyofasiyal büyüme ve gelişmeyi 3D'de nasıl inceleyeceklerini öğrenmeleri önemlidir.

Bu alandaki klinisyenlere ve araştırmacılara yardımcı olmak için, insan CBCT taramalarının kullanımıyla 3D sefalometrik analizin yürütülmesi için adım adım bir protokol ve video gösterimi sunuyoruz. Bu işaretler daha önce tanımlanmış ve doğruluklarının ve tekrarlanabilirliklerinin doğrulandığı önceki bir yayında doğrulanmıştır4. Her yer işareti için ayrıntılı iyileştirme talimatları, kullanıcılara her bir yer işaretinin doğru ek açıklamasında da yardımcı olur. Yer işareti ek açıklama süreci, her bir yer işaretinin konumlandırılması gereken alana karşılık gelen taramanın önceden ayarlanmış görünümlerinin kullanılmasıyla daha da basitleştirilmiştir. Bu işlev, kullanıcı için önemli ölçüde zaman ve emek tasarrufu sağlar. Bununla birlikte, ilgili bir öğrenme eğrisi vardır ve kullanıcılar tarafından doğru yer işareti ek açıklaması elde etmek için pratik yapılması gerekir.

Bu protokolde kullanılan doğrulanmış 3D dönüm noktası konfigürasyonu, yüzün, maksillanın, mandibulanın ve kraniyal tabanın iskelet dokusunun yeterli kapsamını sağlar. Bu şekilde, kraniyofasiyal yapıların gerçek morfolojisi, kraniyofasiyal kompleksin ve bileşen yapılarının boyutlarının, konfigürasyonunun ve oryantasyonunun değerlendirilmesi için daha doğru bir şekilde temsil edilir. Yumuşak doku işaretleri bu protokole dahil değildir, ancak kullanıcılar protokolde açıklandığı gibi sağlanan yapılandırmaya tercih edilen işaretleri ekleyebilirler. Ek olarak, pratik nedenlerden dolayı, bu protokol diğer 3D analiz yazılımları için özel talimatlar içeremez, ancak her kullanıcı tarafından buna göre uyarlanabilir.

Üretilen standart sefalometrik ölçümlerin tanısal değerinin yanı sıra, özellikle klinisyenler için, herhangi bir 3D yer işareti arasındaki açıları ve doğrusal mesafeleri hesaplamak için bu analizin kullanılmasıyla sunulan özgürlük, daha ayrıntılı ve eksiksiz değerlendirmeler sağlayacak yeni sefalometrik analizlerin kurulmasına izin verecektir. Bununla birlikte, gelecekteki yönümüz, geçmişte 2B normatif değerlerin yaratıldığı gibi, yeni ilgili normatif değerlerin oluşturulmasını içerir.

Ayrıca, kraniyofasiyal klinik ve araştırma alanındaki dönüm noktası bazlı GMA uygulamaları hızla gelişmektedir. Evrimsel ve gelişimsel biyoloji ve antropoloji araştırmacıları bu analizi on yıldan fazla bir süredir kullanıyorlar, ancak son zamanlarda ortodonti, dentofasiyal ortopedi ve kraniyofasiyal cerrahi alanlarında yeni klinik uygulamalar da sunulmuştur. GMA ayrıca, kraniyofasiyal bulguları olan konjenital hastalıklar durumunda kantitatif fenotiplemenin bir parçası olarak veayrıca gen mutasyonlarına atfedilen ince morfolojik farklılıkların tespiti için de kullanılabilir 13,14,15,16. Ek olarak, morfometrik verilerin fonksiyonel analiz ve genetik verilerle ilişkilendirilerek farklı nicel yaklaşımların entegrasyonu, sağlıklı ve hastalıklı gruplarda kraniyofasiyal gelişim hakkında yeni bilgiler sağlayabilir.

Hesaplama ve görselleştirmedeki son gelişmeler nedeniyle, bu tür analizlerin iletimi artık kişisel bilgisayarlarda mümkündür ve Checkpoint, Geomorph (bir R istatistik yazılımı paketi), Amira-Avizo ve SlicerMorph dahil olmak üzere çeşitli yazılım paketleri zaten mevcuttur. Bu programlar, yerleşik otomatik fonksiyonların mevcudiyeti ile GMA yapmak için çok değişkenli istatistiksel analizlere aşina olmayabilecek tıbbi alanlardaki araştırmacılara yardımcı olabilir.

Disclosures

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Acknowledgments

Bu araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) Ulusal Diş ve Kraniofasiyal Araştırma Enstitüsü (NIDCR) Intramural Araştırma Programı ve Roseman Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Ortodonti ve Dentofasiyal Ortopedi İleri Eğitim programı tarafından desteklenmiştir.

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Proffit, W. R., Fields, H. W., Larson, B., Sarver, D. M. Contemporary Orthodontics - E-Book. Elsevier Health Sciences. , (2018).
  2. Broadbent, B. H. A new x-ray technique and its application to orthodontia. The Angle Orthodontist. 1 (2), 45-66 (1931).
  3. Hans, M. G., Palomo, J. M., Valiathan, M. History of imaging in orthodontics from Broadbent to cone-beam computed tomography. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 148 (6), 914-921 (2015).
  4. Liberton, D. K., Verma, P., Contratto, A., Lee, J. S. Development and validation of novel three-dimensional craniofacial landmarks on cone-beam computed tomography scans. The Journal of Craniofacial Surgery. 30 (7), e611-615 (2019).
  5. Pittayapat, P., Limchaichana-Bolstad, N., Willems, G., Jacobs, R. Three-dimensional cephalometric analysis in orthodontics: a systematic review. Orthodontics & Craniofacial Research. 17 (2), 69-91 (2014).
  6. Lo Giudice, A., et al. The evolution of the cephalometric superimposition techniques from the beginning to the digital era: a brief descriptive review. International Journal of Dentistry. 2021, 6677133 (2021).
  7. Graf, C. C., Dritsas, K., Ghamri, M., Gkantidis, N. Reliability of cephalometric superimposition for the assessment of craniofacial changes: a systematic review. European Journal of Orthodontics. 44 (5), 477-490 (2022).
  8. Dot, G., et al. Automatic 3-dimensional cephalometric landmarking via deep learning. Journal of Dental Research. 101 (11), 1380-1387 (2022).
  9. Kang, S. H., Jeon, K., Kang, S. H., Lee, S. H. 3D cephalometric landmark detection by multiple stage deep reinforcement learning. Scientific Reports. 11 (1), 17509 (2021).
  10. Schwendicke, F., et al. Deep learning for cephalometric landmark detection: systematic review and meta-analysis. Clinical Oral Investigations. 25 (7), 4299-4309 (2021).
  11. Yun, H. S., Jang, T. J., Lee, S. M., Lee, S. H., Seo, J. K. Learning-based local-to-global landmark annotation for automatic 3D cephalometry. Physics in Medicine and Biology. 65 (8), 085018 (2020).
  12. Bookstein, F. L. Morphometric Tools for Landmark Data: Geometry and Biology. , Cambridge University Press. (1992).
  13. Almpani, K., et al. Loeys-Dietz and Shprintzen-Goldberg syndromes: analysis of TGF-β-opathies with craniofacial manifestations using an innovative multimodality method. Journal of Medical Genetics. 59 (10), 938-946 (2022).
  14. Liberton, D. K., et al. Craniofacial analysis may indicate co-occurrence of skeletal malocclusions and associated risks in development of cleft lip and palate. Journal of Developmental Biology. 8 (1), 2 (2020).
  15. Whitman, M. C., et al. TUBB3 Arg262His causes a recognizable syndrome including CFEOM3, facial palsy, joint contractures, and early-onset peripheral neuropathy. Human Genetics. 140 (12), 1709-1731 (2021).
  16. Kidwai, F. K., et al. Quantitative craniofacial analysis and generation of human induced pluripotent stem cells for Muenke syndrome: A case report. Journal of Developmental Biology. 9 (4), 39 (2021).

Tags

Tıp Sayı 199
İnsan Koni Işınlı Bilgisayarlı Tomografi Taramalarında Üç Boyutlu Sefalometrik Dönüm Noktası Ek Açıklama Gösterimi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter