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Demonstração de Anotação de Marcos Cefalométricos Tridimensionais em Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico Humano

Published: September 08, 2023
doi:
10.3791/65224
, , , , ,
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

Summary

Apresenta-se aqui um protocolo detalhado para a realização de análise cefalométrica tridimensional com o uso de tomografia computadorizada de feixe cônico humano.

Abstract

A análise cefalométrica craniofacial é uma ferramenta diagnóstica utilizada para a avaliação da relação de vários ossos e tecidos moles na cabeça e na face. A análise cefalométrica tem sido tradicionalmente realizada com o uso de radiografias 2D e conjuntos de pontos de referência e restrita a medidas de tamanho, lineares e angulares e relações 2D. O uso crescente de exames de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) 3D na área odontológica dita a necessidade da evolução para a análise cefalométrica 3D, que incorpora a forma e uma análise mais realista do desenvolvimento longitudinal nos três planos. Este estudo é uma demonstração da análise cefalométrica 3D com o uso de um conjunto validado de pontos de referência do tecido esquelético em TCFC humana. Instruções detalhadas para a anotação de cada ponto de referência em um volume 3D são fornecidas como parte de um protocolo passo a passo. As medidas geradas e as coordenadas 3D dos pontos de referência podem ser exportadas e usadas tanto para fins clínicos quanto de pesquisa. A introdução da análise cefalométrica 3D em estudos craniofaciais básicos e clínicos levará a futuros avanços no campo do crescimento e desenvolvimento craniofacial.

Introduction

A análise cefalométrica, que examina as relações dentárias e esqueléticas do crânio humano, é a aplicação clínica da cefalometria. Além de antropólogos, biólogos do desenvolvimento, peritos forenses e pesquisadores craniofaciais que estudam a evolução humana e o desenvolvimento craniofacial, é utilizado por profissionais de saúde bucal, incluindo dentistas, ortodontistas e cirurgiões bucomaxilofaciais, como ferramenta de planejamento de tratamento. As primeiras instituições que utilizaram a análise cefalométrica em Ortodontia foram Hofrath, na Alemanha, e Broadbent, nos EUA, em 1931 1,2,3. O objetivo primário da análise foi fornecer um recurso teórico e prático para avaliar as proporções craniofaciais de um indivíduo e definir a fonte anatômica da máoclusão1. Isso permitiu rastrear o padrão de crescimento da maxila e da mandíbula, monitorar suas posições relacionais no espaço e observar mudanças no deslocamento de partes moles e dentes. Dessa forma, as mudanças trazidas pelo tratamento ortodôntico puderam ser monitoradas, e as relações esqueléticas e dentárias puderam ser caracterizadas para que um diagnóstico fosse feito para o planejamento terapêutico. A avaliação do complexo dentofacial foi feita comparando-se o traçado cefalométrico do paciente com valores de referência representativos de uma população normal de idade, raça e etniasemelhantes1.

O método tradicional de análise consistiu na representação bidimensional (2D) de estruturas tridimensionais (3D)4,5. Um grande contratempo dessa técnica é a distorção e magnificação das estruturas anatômicas por meio de radiografias convencionais em filmes simples ou digitais, o que pode levar a traçados e interpretações cefalométricas imprecisas 6,7. A introdução inicial da imagem 3D na forma de tomografia computadorizada (TC) axial e TC espiral não incluiu aplicações odontológicas ou não médicas devido ao alto custo e altas doses de radiação. No entanto, o surgimento da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) atenuou essas preocupações, pois os gastos e as doses de radiação foram significativamente menores do que a TC1. A mudança nessa narrativa de imagem galvanizou o uso generalizado da TCFC na Ortodontia para melhorar o diagnóstico e o planejamento terapêutico. A principal vantagem da imagem 3D sobre a técnica convencional de imagem 2D é que a 3D permite ao examinador visualizar estruturas anatômicas sem sobreposições e distorções espaciais (i.e., posição da cabeça do indivíduo). Portanto, é possível um posicionamento muito mais preciso dos pontos anatômicos utilizados para a realização da análise cefalométrica, principalmente nos casos de assimetria facial. Além disso, uma área anatômica muito maior pode ser analisada.

Um dos avanços mais recentes no campo da cefalometria é a implementação do deep learning (LD) para detecção automatizada de pontos 8,9,10,11. Embora os resultados desses estudos sejam promissores, os níveis de acurácia na localização dos pontos de referência ainda não são satisfatórios. Além disso, a maioria desses estudos utiliza conjuntos de pontos relativamente pequenos que são derivados de análises cefalométricas 2D prévias, fornecendo cobertura insuficiente da base do crânio, que é uma estrutura importante para o estudo do crescimento e desenvolvimento craniofacial. Este vídeo demonstrativo apresenta em detalhes uma metodologia para a realização de análise cefalométrica 3D manual de alta precisão com o uso de um conjunto validado de pontos de referência de tecido esquelético 3D cobrindo as áreas da face, base do crânio, mandíbula e dentes para uso em estudos clínicos e de pesquisa envolvendo imagens de TCFC4. Um exemplo de uma análise 3D concluída pode ser visto na Figura 1.

Protocol

Este protocolo segue as diretrizes dos comitês de ética em pesquisa com seres humanos dos Comitês de Revisão Institucional do National Institutes of Health (NIDCR IRB #16-D-0040) e da Roseman University of Health Sciences. Consulte a Tabela de Materiais para obter detalhes relacionados ao software usado neste protocolo. O mesmo protocolo pode ser seguido com o uso de diferentes softwares, após ajustes baseados em suas configurações específicas e detalhes técnicos. Os exames de TCFC utilizados para a criação da figura incluída neste artigo, bem como a demonstração em vídeo, foram anonimizados antes de sua utilização, e o consentimento informado foi obtido dos sujeitos, permitindo o uso de seus escaneamentos em publicações relacionadas à pesquisa. Ambos os indivíduos foram atendidos na Clínica Odontológica do NIH, onde os exames foram adquiridos (sistema Planmeca ProMax 3D; modo de baixa dose, resolução de 400 μm) e foram consentidos em um protocolo aprovado pelo NIH (NCT02639312). 1. Carregando a varredura CBCT e visualização no módulo 3DAnalysis Abra o software referenciado e clique em procurar arquivo. Selecione a varredura a ser analisada e clique em abrir. Vá para o módulo 3DAnalysis. 2. Carregando um arquivo de configuração de ponto de referência No módulo 3DAnalysis, clique no ícone Salvar disquete de informações . Em seguida, selecione Carregar uma configuração e procure o arquivo de configuração.Observação : O arquivo de configuração incluindo os pontos de referência usados pelos autores está incluído como arquivo suplementar 1. 3. Configuração do sistema de coordenadas Clique no ícone Reorientação . Na janela que se abre, selecione a opção Escolhendo pontos de referência. Isso permite que o usuário oriente todas as varreduras da mesma maneira, o que é importante para que seus valores de coordenadas 3D sejam comparados. As opções selecionadas para este protocolo são: N como oponto de referência O rigin, Definição de três pontos com pontos Or R, Ou L, Po L e Definir eixo A-P (Plano Sagital Médio) com pontos N e Ba. 4. Ajustes de imagem da TCFC Ajuste o Brilho e o Contraste para reduzir o ruído da imagem no menu do lado esquerdo da tela. Aumente e diminua o zoom mantendo pressionada a tecla Ctrl e clicando com o botão esquerdo do mouse simultaneamente e deslizando pela tela. Mova a imagem de forma corporal mantendo pressionada a tecla Shift e clicando com o botão esquerdo do mouse simultaneamente e deslizando pela tela. Habilite o Recorte no menu de configurações para criar exibições seccionais em todos os planos de espaço. 5. Adição de novos marcos No menu Configurações , que tem um ícone de ferramenta, clique em pontos de referência para revelar uma lista de opções de pontos de referência disponíveis e, em seguida, selecione o ponto de referência de escolha. Para definir uma visualização padrão para pontos de referência, selecione a tarefa de rastreamento, clique em configurar, escolha ponto de referência, defina a exibição conforme desejado e clique em usar as configurações de exibição atuais. Repita as etapas acima para alterar a exibição padrão de qualquer ponto de referência adicional. 6. Anotação de marcos anatômicos 3D Na parte superior do menu à esquerda da tela, selecione Criar rastreamento. Na janela que se abre, clique em Iniciar no canto inferior esquerdo da janela. Comece a anotar os pontos de referência 3D clicando com o botão esquerdo do mouse diretamente no volume 3D no local onde o ponto de referência deve ser colocado com base em sua definição. Confirme e ajuste a localização do ponto de referência usando as visualizações de seção à direita da tela. Caso não possam ser vistos, no menu de seleção de layout à esquerda, selecione Localizador de fatias. Para confirmar o posicionamento de um ponto de referência, clique em Parar e selecione a visualização desejada para visualizar o ponto de referência. Uma vez confirmado, proceda à colocação dos marcos restantes. Para alterar a posição do ponto de referência com o uso do volume 3D, pare a análise clicando em Parar na parte inferior do menu Tarefas de rastreamento , clique no ponto de referência a ser movido e arraste-o para a nova posição desejada. Para reanotar um ponto de referência, clique duas vezes no quadrado marcado ao lado do ponto de referência e, em seguida, responda Sim à pergunta seguinte. 7. Definição e instruções de anotação específicas para cada marco 3D Básio (Ba) – ponto médio da borda anterior da curvatura anterior do forame magnoPara a seção axial, procure a extremidade mais profunda da curvatura da seção do forame magno. Para o corte sagital, procurar o ponto mais posterior da secção média do forame magno. Para o corte coronal, procurar o ponto médio inferior da curvatura do forame magno. Porção (Po_R, Po_L) – ponto mais superior, posterior e externo localizado na margem superior de cada conduto auditivo (conduto auditivo externo)Para o corte axial, procurar a borda da margem do conduto auditivo externo. Para o corte sagital , procure o ponto de intersecção da tuba auditiva com o canal ósseo. Para o corte coronal, procure o ponto médio na borda inferior da curvatura superior. A linha vertical através do ponto corta aproximadamente o canal auditivo. Násio (N) – intersecção da sutura entre o osso frontal e os ossos nasais (sutura fronto-nasal)Para o corte axial, procurar o ponto médio/altura de curvatura da sutura. Para o corte sagital, procure o ponto anterior da sutura onde os ossos frontal e nasal se encontram. Para a secção coronal, procurar o centro da sutura fronto-nasal. A linha vertical que a atravessa corta aproximadamente o nariz. Orbital (Or_R, Or_L) – o ponto mais anteroinferior no rebordo orbitário inferiorDefina a visão frontal (janela óssea) como padrão e prenda axialmente de inferior para superior até que a curvatura da margem inferior da órbita seja atingida para localizar o ponto mais inferior da curvatura inferior da órbita. Use visualizações 2D para confirmar que o ponto de referência está no osso. Ajustar os cortes sagitais e coronais para refletir o posicionamento anterior da órbita. Certifique-se de que o ponto de referência esteja na posição anterior apenas até o ponto em que a borda orbital começa a se curvar. Supraorbital (SOr_R, SOr_L) – o ponto mais superior e anterior do rebordo orbitário superiorDefina a visão frontal como padrão no volume 3D e gradualmente clipe axialmente de superior para inferior até que a curvatura da margem superior da órbita seja alcançada para localizar o ponto mais superior da borda superior da órbita.NOTA: Evite marcar a incisura supraorbital devido à sua anatomia variável. Ajustar os cortes sagital e coronal para refletir o posicionamento anterior do marco. Certifique-se de que o ponto de referência esteja na posição anterior apenas até o ponto em que a borda orbital começa a se curvar. Ponto médio da sela (sela)Procure o centro da sela túrcica ou fossa hipofisária, que é uma depressão em forma de sela no corpo do osso esfenoide, onde a glândula pituitária ou hipófise está posicionada. Ajuste o marco para o centro da sela túrcica em todos os planos. Para a seção sagital, coloque o marco no centro da sela túrcica. Para as seções axial e coronal, ajuste as visualizações de acordo. Sela inferior (Si) – ponto mais inferior e central do contorno da sela túrcica, no mesmo plano da sela;Para o corte sagital, iniciar posicionando o ponto de referência no ponto mais inferior do corte sagital da sela túrcica. Para as seções axial e coronal, ajuste a posição para estar no meio da seção. Sela posterior (E) – ponto mais posterior e central do contorno da sela túrcica, no mesmo plano da selaPara o corte sagital, iniciar posicionando o ponto de referência no ponto mais posterior do corte sagital da sela túrcica. Para as seções axial e coronal, ajuste a posição para estar no meio da seção. Processo clinóide (Cl) – ponto anterossuperior no contorno do processo clinoide anterior no mesmo plano da selaPara o corte sagital, iniciar posicionando o ponto no ponto mais anterossuperior do contorno do processo clinoide. Para as seções axial e coronal, ajuste a posição para estar no meio da seção. Arco zigomático (ZygArch_R, ZygArch_L)Procure o ponto mais látero-inferior no contorno do arco zigomático. Certifique-se de que o crânio está devidamente orientado e os arcos zigomáticos são vistos de forma clara e “perpendicular” a partir da visão submental.NOTA: Se o crânio estiver inclinado, a anotação precisa do ponto de referência será comprometida. Para a seção axial, posicionar o ponto de referência no ponto mais lateral e inferior da curvatura do arco zigomático. Para o corte sagital, posicione o ponto no ponto mais inferior do corte. Para a seção coronal, posicione o ponto de referência no ponto mais lateral da seção. Sutura frontozigomática (FronZyg_R, FronZyg_L) – ponto ântero-lateral da sutura frontozigomática.Para o corte sagital, certifique-se de que a sutura seja claramente visível no corte. Posicionar o ponto de referência no ponto mais anterior da secção do osso frontal junto à sutura. Para as seções axial e coronal, procure o ponto mais superior da seção. Cavidade nasal (NasCav_R, NasCav_L) – junção da parede lateral do nariz, borda piriforme/assoalho nasal e borda superior da maxilaA junção tripla é melhor visualizada na seção coronal. Comece posicionando o marco no lado mesial da junção. Para a seção axial, posicione o ponto de referência no final da seção. Para o corte sagital, posicionar o ponto de referência no ponto mais lateral da sutura na borda maxilar. Ponto jugal (J_R, J_L)Procure o ponto médio mais profundo do processo jugal da maxila. Anote o marco para que ele esteja mais alinhado com o primeiro molar superior. Para a secção coronal, comece ajustando a posição do ponto de referência para a extremidade mais profunda da curvatura da secção do processo jugal. Para o corte axial, procure o ponto mais lateral do corte, no ponto em que a densidade óssea se altera. Para o corte sagital, procure o ponto mais inferior do corte, no ponto em que a densidade óssea muda. Articulare (Ar_R, Ar_L) – o ponto mais posterior da cabeça condilar, mais próximo da fossa glenoidalPara o corte axial, procure o ponto mais posterior ao redor do centro da curvatura posterior do côndilo. Para o corte sagital, procure o ponto mais posterior da curvatura posterior do côndilo. Para a seção coronal, procure a pequena área radiopaca indicando que o ponto está no osso. Processo coronóide (Cor_R, Cor_L) – o ponto mais superior do processo coronóidePara os cortes sagital e coronal, posicionar o ponto de referência no topo do processo coronóide. Para o corte axial, procure a pequena área radiopaca indicando que o ponto está no osso. Fossa glenóide (G_Fos_R, G_Fos_L)Procure um ponto na fossa glenoidal onde a cabeça do côndilo esteja em máxima articulação com a fossa. Este é o centro aproximado da fossa em forma de cúpula. Em 3D, escolha a seção coronal para obter uma visão que mostre ambos os côndilos razoavelmente bem. Escolha um ponto na borda inferior da fossa nesta vista de tal forma que uma linha vertical através deste ponto corte aproximadamente o côndilo; Observe que este pode não parecer ser o centro exato da fossa. Direcione o ponto de articulação máxima (ou seja, aproximadamente próximo ao centro ou ao centro exato em alguns casos). Para a seção coronal, procure o ponto mais aproximado da seção da cúpula da fossa glenoide. Para o corte sagital, procure o ponto mais superior da seção da cúpula da fossa glenoide. Para a seção axial, não aplique nenhum ajuste fino específico se as duas outras vistas tiverem sido ajustadas. Perfil da mandíbula (direita e esquerda): côndilo (Co_R, Co_L), gônio (Go_R, Go_L), antegônia (Ag_R, Ag_L)NOTA: Os pontos de referência são anotados automaticamente após o rastreamento do perfil mandibular.Identificar o côndilo como o ponto mais posterior e superior do côndilo . Identifique o gônio como o ponto mais externo do ângulo formado pela junção do ramo e do corpo da mandíbula. Identificar a antegônia como o ponto mais alto da concavidade da borda inferior do ramo onde se une ao corpo da mandíbula. Trace o perfil mandibular com uma série de pontos (clique duas vezes ou clique com o botão direito do mouse para concluir o traçado). Comece pela incisura mandibular e inclua os perfis condilar e ramo. Siga a curva no ângulo para incluir o gônio usando vários pontos a cada poucos milímetros. Certifique-se de escolher pontos na margem inferior ou lateral da borda mandibular. Prótese (Pr)Procure o ponto mais anterior do processo alveolar maxilar na linha média. Escolha um corte sagital que separa os incisivos centrais superiores. Na visualização lateral, selecione Prótese e confirme as visualizações 2D. Para o corte axial, identificar o meio dos cortes radiculares dos incisivos centrais superiores no osso alveolar labial. Para o corte sagital, procurar o ponto mais anterior do processo alveolar maxilar. Para o corte coronal, procure a linha média entre os incisivos centrais superiores. Ponto A – o ponto mais profundo da linha média na pré-maxila da curvatura entre a espinha nasal anterior e o ponto da próteseEm 3D, escolha um corte sagital que separa os incisivos centrais superiores. Este avião terá a prótese (já marcada). Na vista lateral, selecione Ponto A e confirme as visualizações 2D. Para a seção axial, identifique a ponta da seção. Para o corte sagital, identificar o ponto mais profundo da curvatura da pré-maxila entre a espinha nasal anterior e o processo alveolar. Para a seção coronal, certifique-se de que o ponto esteja na linha média. Espinha nasal anterior (ENA)Procure o ponto mais anterior da coluna nasal. Escolha um corte sagital que separa os incisivos centrais superiores. Este avião terá a prótese e o ponto A (já marcado). Na visualização lateral, selecione ANS e confirme as visualizações 2D. Para a seção axial, procure a ponta da seção. Para o corte sagital, procure o ponto mais anterior da coluna nasal. Para a seção coronal, procure o meio da pequena seção óssea. Espinha nasal posterior (ENP) – ponto médio da base dos ossos palatinos na margem posterior do palato duroEm 3D, escolha um corte sagital que separa os incisivos centrais superiores. Esse avião terá a prótese, o ponto A e o SNA já marcados. Na visualização lateral, selecione PNS e confirme as visualizações 2D. Para o corte axial, procure o ponto mais inferior da linha média da base palatina. Para o corte sagital, procure o ponto mais posterior da secção média do osso palatino. Para a secção coronal, procure o ponto médio da secção da secção média do osso palatino. Infradentale (Id)Identificar o ponto de transição da coroa/dente do incisivo medial inferior mais proeminente para a projeção alveolar. Em 3D, escolher um corte sagital que separa o incisivo central inferior. Na visualização lateral, selecione Id e confirme as visualizações 2D. Se três incisivos estiverem presentes, certifique-se de que o plano corta o dente médio. Para o corte axial, confirme se o ponto de anotação do ponto é o mais anterior do osso alveolar do incisivo selecionado. Para o corte sagital, identificar o ponto mais anterior do processo alveolar mandibular. Para o corte coronal, certifique-se de que a linha média separa o incisivo selecionado. Ponto B (B) – o ponto mais profundo da linha média da mandíbula entre a infradentalidade e o pogônioEm 3D, escolher um corte sagital que separa os incisivos centrais inferiores. Na visualização lateral, selecione Ponto B e confirme as visualizações 2D. Para o corte axial, observar entre os incisivos centrais inferiores ou no meio da seção do incisivo médio, se faltar um incisivo. Para o corte sagital, identificar o ponto da concavidade mais profunda anteriormente na sínfise mandibular. Para o corte coronal, observar entre os incisivos centrais inferiores ou a linha de grade vertical que cruza o incisivo médio. Pogônio (Pog)Identificar o ponto mais anterior da sínfise da mandíbula. Em 3D, escolher um corte sagital que separa os incisivos centrais inferiores. Na visualização lateral, selecione Pogonion e confirme as visualizações 2D. Para a seção axial , identificar a linha de grade vertical que cruza a seção mandibular. Para o corte sagital, procurar o ponto mais anterior da sínfise. Para o corte coronal, procure a pequena área óssea indicando que o ponto está localizado na superfície óssea. Gnátio anatômico (Gn) – o ponto mais baixo da margem anterior da mandíbula no plano sagital médioEm 3D, escolher um corte sagital que separa os incisivos centrais inferiores. Na visualização lateral, selecione Gn e confirme as visualizações 2D. Para as seções axial e coronal, procure a linha de grade vertical que cruza a seção mandibular. Para o corte sagital, identificar o ponto mais baixo da margem anterior da mandíbula. Menton (Me) – o ponto mais baixo da sínfise mandibular.Em 3D, escolher um corte sagital que separa os incisivos centrais inferiores. Na visualização lateral, selecione Eu e confirme as visualizações 2D. Para o corte axial, identificar a pequena área óssea indicando que o ponto está posicionado na superfície óssea. Para o corte sagital, identificar o ponto mais baixo do corte da sínfise. Para a seção coronal, procure o ponto médio mais baixo da seção da sínfise. Perfil do incisivo superior/inferior direito/esquerdoOBS: São necessários três pontos: a raiz do incisivo superior/inferior; Axial: ponto médio da secção do ápice; Sagital coronal: a ponta do ápice.Na coroa do incisivo superior/inferior: nos cortes axial e coronal, procure o ponto médio da borda incisal; e no corte sagital, identificar a ponta da borda incisal. No ponto labial do incisivo superior/inferior: no corte axial, identificar o ponto médio do dente; no corte sagital, procurar o ponto mais proeminente da superfície labial; e na seção coronal, certifique-se de que o ponto esteja na linha vertical que corta o dente. Perfil molar superior/inferior direito/esquerdoNOTA: Os três pontos a seguir são necessários.Raiz do molar superior/inferior: no corte axial, procurar o ponto médio da seção do ápice da raiz mesial; e nos cortes sagital e coronal, identificar a ponta do ápice da raiz mesial. Cúspide anterior do molar superior/inferior: no corte axial, identificar a cúspide mesial-bucal do primeiro molar superior/inferior; Nos cortes sagital e coronal, procurar a cúspide mesial-bucal do primeiro molar maxilar/inferior. Cúspide posterior do molar superior: no corte axial, procurar a cúspide distal-bucal do primeiro molar superior/inferior; nos cortes sagital e coronal, identificar a cúspide distal-bucal do primeiro molar superior/inferior. Placa cribriforme (Cr) – o ponto superior médio na crista galliNa seção sagital, escolha o ponto mais inferior da crista galli. Na seção axial, procure o ponto mais inferior da pequena seção da crista galli. Na seção coronal, escolha o ponto mais superior da crista galli. Forame oval (ForOval_R, ForOval_L) – o ponto mais ântero-medial e superior do forame ovalNa seção axial, certifique-se de que este ponto se encontra aproximadamente em um plano que separa o forame no sentido ântero-medial. Nas seções sagital e coronal, olhe para o fundo da entrada do canal. Opisthion (Opi) – ponto médio da margem posterior da curvatura posterior do forame magno na seção axialNo corte sagital, procure o ponto mais inferior do corte sagital do forame magno. Nos cortes axial e coronal, posicionar o ponto na linha média. Fossa craniana anterior (AntCF_R, AntCF_L) – o ponto mais anterossuperior na borda que separa a fossa craniana anterior e médiaEm 3D, utilizar o corte axial, indo de anterior para posterior até atingir a curvatura da fossa. Se houver mais de uma borda, escolha a borda mais anterior. No corte axial, identificar o ponto mais anterior da secção da fossa craniana anterior. No corte sagital, procure o ponto mais superior da borda da fossa craniana anterior. No corte coronal, identificar o ponto mais inferior da secção da fossa craniana anterior. Meato acústico interno (AcM_R, AcM_L) – ponto lateral mais posterior do meato acústico interno na parte petrosa do osso temporalNa seção axial, procure o ponto que reflete o início do canal onde a curvatura termina. No corte sagital, procure o ponto posterior da curvatura. Na seção coronal, identifique o ponto mais profundo da curvatura. Canal do hipoglosso (Hypog_R, Hypog_L)OBS: Este é o ponto mais antero-medial do canal. Caso existam dois canais, escolha o posterior dos dois canais e marque o ponto na borda anterior do canal posterior.Na seção axial, identifique o ponto que reflete o início do canal onde termina a curvatura. Na seção sagital, procure a extremidade mais profunda da curvatura. Na seção coronal, certifique-se de que o ponto se encontra aproximadamente no eixo que corta o canal na direção ântero-medial. 8. Salvamento da tomografia computadorizada com pontos de referência anotados No menu Arquivo , selecione Salvar ou Salvar como para salvar como um arquivo separado e opte pelo tipo de arquivo preferido. 9. Exportar medições e/ou coordenadas 3D de referência Clique no ícone Salvar informações/disquete na barra de ferramentas e selecione Exportar medidas ou Exportar pontos de referência. Exporte os resultados em .csv formato de arquivo.

Representative Results

A anotação de uma configuração de ponto de referência 3D validada é descrita em detalhes com o uso de um protocolo passo-a-passo e demonstração em vídeo. Instruções específicas são fornecidas para a anotação de cada ponto de referência no volume 3D, bem como o refinamento de suas posições iniciais com a ajuda das visualizações de seção 2D que correspondem a cada plano do espaço. Seguindo a metodologia detalhada fornecida no protocolo em combinação com as instruções em vídeo, o usuário pode aprender a realizar análises cefalométricas com o uso de exames de TCFC humanos. A Figura 1 representa as vistas frontal e de três quartos de uma TCFC de cabeça completa de um crânio humano com os pontos de referência 3D anotados incluídos na configuração atual. Todos os pontos de referência descritos são Tipo 1 e Tipo 2. Os pontos de referência do tipo 1 representam pontos claramente reconhecíveis geralmente observados na intersecção de estruturas anatômicas distintas. Os pontos de referência do tipo 2 representam pontos de máxima curvatura no contorno de estruturas anatômicas reconhecíveis12. Nenhum ponto de referência do tipo 3 ou semi-pontos de referência foi incluído nesta análise. Após a conclusão da anotação dos pontos de referência, existem dois tipos de dados que podem ser exportados e posteriormente analisados pelo usuário: medição cefalométrica e valores de coordenadas 3D. São apresentados os valores das principais medidas cefalométricas necessárias para o diagnóstico e avaliação da má oclusão dentosquelética. Essas medidas fornecem uma avaliação detalhada das relações esqueléticas e dentárias nos três planos do espaço: sagital, vertical e transversal. Os valores das coordenadas 3D (x, y, z) de cada ponto de referência podem ser exportados e usados para o cálculo de ângulos e distâncias lineares. Os valores das mesmas coordenadas podem ser utilizados para a realização de análises morfométricas geométricas multivariadas (AGM). GMA é um método para estudar a forma que pode capturar variáveis de forma morfologicamente diferentes utilizando coordenadas de marcos cartesianos e/ou semi-marcos. Várias técnicas estatísticas podem ser usadas para examinar a forma, sem levar em conta o tamanho, a localização ou a orientação das estruturas examinadas. A morfometria geométrica é atualmente o corpo mais estabelecido da teoria morfométrica para o tratamento de dados baseados em pontos de referência. Figura 1: Vistas frontais e de três quartos de uma tomografia computadorizada de cabeça completa de um crânio humano com os pontos de referência 3D anotados incluídos na configuração atual. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Arquivo suplementar 1: Arquivo de configuração incluindo os pontos de referência usados neste protocoloque pode ser carregado diretamente no software para análise. Clique aqui para baixar este arquivo.

Discussion

A medicina e a odontologia já entraram na era da imagem 3D. Nas disciplinas de imagem craniofacial e odontológica, os exames de TCFC estão sendo cada vez mais utilizados, devido à baixa radiação e ao menor custo dos sistemas atualizados em comparação com os aparelhos de TC tradicionais, fácil calibração de uso pessoal, aquisição relativamente rápida e fácil com mínima cooperação do paciente, bem como a capacidade de gerar várias outras imagens diagnósticas e análises a partir de um único exame. Portanto, é essencial que clínicos e pesquisadores saibam ler, diagnosticar e analisar essas imagens 3D, bem como aprender a estudar o crescimento e desenvolvimento craniofacial em 3D.

Para auxiliar clínicos e pesquisadores da área, apresentamos um protocolo passo-a-passo e uma demonstração em vídeo para a realização de análise cefalométrica 3D com o uso de TCFC em humanos. Esses pontos foram previamente definidos e validados em publicação anterior, onde sua acurácia e repetibilidade foram confirmadas4. As instruções detalhadas de refinamento para cada ponto de referência também auxiliam os usuários na anotação correta de cada ponto de referência. O processo de anotação de pontos de referência é ainda mais simplificado com o uso de visualizações predefinidas da varredura que correspondem à área em que cada ponto deve ser posicionado. Esta função economiza tempo e esforço significativos para o usuário. No entanto, há uma curva de aprendizado envolvida, e a prática é exigida pelos usuários para obter uma anotação precisa do marco.

A configuração validada de pontos de referência 3D usada neste protocolo fornece cobertura suficiente do tecido esquelético da face, maxila, mandíbula e base do crânio. Dessa forma, a verdadeira morfologia das estruturas craniofaciais é representada com maior precisão para avaliação das dimensões, configuração e orientação do complexo craniofacial e suas estruturas componentes. Pontos de referência de tecidos moles não estão incluídos neste protocolo, mas os usuários podem adicionar pontos de referência de escolha à configuração fornecida, conforme descrito no protocolo. Além disso, por razões práticas, este protocolo não poderia incluir instruções específicas para outros softwares de análise 3D, mas pode ser adaptado de acordo com cada usuário.

Além do valor diagnóstico das medidas cefalométricas padrão geradas, principalmente para os clínicos, a liberdade oferecida com o uso dessa análise para calcular ângulos e distâncias lineares entre quaisquer pontos de referência 3D permitirá o estabelecimento de novas análises cefalométricas que fornecerão avaliações mais detalhadas e completas. No entanto, nossa direção futura inclui o estabelecimento de novos valores normativos respectivos, da mesma forma que os valores normativos 2D foram criados no passado.

Além disso, as aplicações de GMA de base marcada no campo clínico e de pesquisa craniofacial estão se desenvolvendo em um ritmo acelerado. Pesquisadores da biologia evolutiva e do desenvolvimento e da antropologia vêm utilizando essa análise há mais de uma década, mas novas aplicações clínicas também têm sido apresentadas recentemente nas áreas de ortodontia, ortopedia e cirurgia craniofacial. O GMA também pode ser utilizado como parte de uma fenotipagem quantitativa no caso de doenças congênitas com manifestações craniofaciais, bem como para a detecção de diferenças morfológicas sutis atribuídas a mutações gênicas13,14,15,16. Além disso, a integração de diferentes abordagens quantitativas, relacionando dados morfométricos com análise funcional e dados genéticos, pode fornecer novos conhecimentos sobre o desenvolvimento craniofacial em grupos saudáveis e com doenças.

Devido aos recentes avanços em computação e visualização, a realização desse tipo de análise é agora viável em computadores pessoais, com vários pacotes de software já disponíveis, incluindo Checkpoint, Geomorph (um pacote de software estatístico R), Amira-Avizo e SlicerMorph. Esses programas podem auxiliar pesquisadores das áreas médicas que podem não estar familiarizados com análises estatísticas multivariadas para conduzir GMA com a disponibilidade de funções automatizadas integradas.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pesquisa Intramuros do National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) do National Institutes of Health (NIH) e pelo Programa de Educação Avançada em Ortodontia e Ortopedia Facial da Roseman University College of Dental Medicine.

Materials

Invivo6 Dental Software Anatomage N/A 3D Imaging Software (including 3D analysis module)
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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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