Цефалометрия

Цефалометрия – это исследование и измерение головы , обычно головы человека , особенно с помощью медицинских изображений , таких как рентгенография . Краниометрия , измерение черепа ( череп ), представляет собой большой раздел цефалометрии. Цефалометрия также имеет историю во френологии , которая изучает личность и характер, а также в физиогномике , которая изучает черты лица. Цефалометрия, применяемая в контексте сравнительной анатомии, является основой биологической антропологии . В клинических условиях, таких как стоматология , челюстно-лицевая хирургия , цефалометрический анализ помогает в лечении и исследованиях; Цефалометрические ориентиры помогают хирургам при планировании и операции.

История

Историю цефалометрии ( цефало- + -метрия , «измерение головы») можно проследить через искусство, науку и антропологию. Истоки важного метода измерения берут свое начало в эпоху Возрождения. Леонардо да Винчи, пожалуй, самый известный ученый и художник, изучавший пропорции лица в эпоху Возрождения. Да Винчи вместе с другими использовал сетки, чтобы изучить пропорции лица и сделать о них обобщения. Да Винчи искал божественные пропорции в своем стремлении понять пропорции лица. С тех пор было обнаружено, что божественная пропорция существует в пропорциях лица 20-го века, поскольку они связаны с эстетикой. Начиная с Петруса Кампера в 18 веке, для измерения формы лица стали использоваться углы. Кампер также начал практику этнографической группировки по форме лица. ^[1] Андерс Ретциус определил головной указатель и классифицировал различные формы головы. Брахицефалический тип означает маленькую округлую голову. Долихоцефалический тип означает длинную голову. Мезоцефалический тип относится к голове среднего размера, обычно между брахицефальным и долихоцефальным размером.

Хронология

Андерс Ретциус (1796–1860) определил головной указатель как средство классификации древних человеческих останков в Европе.
1931 год ортодонты освятили эпоху цефалометрии.
1960-е годы положили начало эпохе компьютерной цефалометрической радиологии.
1961 г. Дональд и Браун опубликовали статью об использовании ультразвука для измерения корреляции диаметра головы плода и веса плода.

Размеры машины

Для проведения цефалометрии источник рентгеновского излучения размещается на расстоянии пяти футов от средней сагиттальной плоскости, а пленка располагается всего в 15 см от нее. Это позволяет проводить точные измерения и записывать их. ^[2] Расстояние оказывает прямое влияние на увеличение цефалометрического изображения. При интервале между объектами и пленками в 15 см и расстоянии от источника к объекту в 5 футов увеличение анатомических ориентиров будет уменьшено во всех трех измерениях. При попытке проанализировать анатомию пациента с помощью латеральных и фронтальных цефалограмм проблема возникает из-за того, что эти изображения являются двумерными проекциями трехмерных структур. Увеличение и искажение, возникающие в результате традиционной рентгенографии, еще больше усложняют процесс, поскольку размывают важные детали. ^[3]

Приложения

Стоматология

Цефалометрический анализ используется в стоматологии , и особенно в ортодонтии , для измерения размера и пространственного соотношения зубов , челюстей и черепа . Этот анализ используется для планирования лечения, количественной оценки изменений во время лечения и предоставляет данные для клинических исследований . Цефалометрия фокусируется на линейных и угловых размерах, установленных на основе измерений костей, зубов и лица. Его также использовали для измерений твердых и мягких тканей черепно-лицевого комплекса.

Акушерство

Ультразвуковая цефалометрия полезна для определения роста ребенка в утробе матери . Цефалометрия также позволяет определить, пройдет ли будущий ребенок через родовые пути. Некоторые приложения для трехмерной визуализации теперь используются в акушерской цефалометрии. В 1961 году Дональд и Браун применили ультразвуковой метод для измерения головы плода. Другие ученые попробовали этот метод и обнаружили, что методика ультразвукового исследования на 3 мм отличается от послеродового измерения штангенциркулем. Этот метод требует размещения транспондера на животе матери над областью головы плода. Транспондер перемещают до тех пор, пока пары эхо-сигналов не станут сильными и равными. Это указывает на то, что теменные кости перпендикулярны передающему лучу. Расстояние отражений равно битеменному диаметру. Исходя из этого, с невероятной точностью можно определить размер головки и вес плода. Ультразвуковую цефалометрию следует использовать в дополнение к другим рентгенографическим методам. До настоящего времени при использовании ультразвуковой цефалометрии плода не было зарегистрировано каких-либо вредных последствий для плода или матери. ^[4]

Криминалистика

Цефалометрию можно использовать для оказания помощи в судебно-медицинских расследованиях. Исследователи работают над составлением баз данных краниометрических данных на уровне населения. Из-за различий в размерах черепа среди населения эти типы баз данных могут помочь исследователям, работающим в известном регионе.

Одна из таких баз данных была использована для проверки того, можно ли использовать краниометрические измерения для измерения роста, когда доступны только фрагментарные останки. Исследователи создали базу данных черепных измерений, используя цефалограммы женщин Гаро, живущих в Бангладеш. Окружность головы, длина головы, высота лица от « насиона » до «гнатиона», скуловая ширина и рост — все это измерялось и документировалось. Измерения женщин были помещены в базу данных, а затем для каждого измерения в этой популяции было дано нормативное значение. Результаты показали, что только окружность головы статистически положительно коррелировала с ростом. ^[5]

Один из способов использования цефалограмм — это для точной оценки возраста, но не для оценки пола. Одно исследование подтвердило, что длина ветви нижней челюсти тесно связана с хронологическим возрастом и может использоваться для прогнозирования того, будет ли человек старше 18 лет или старше, с весьма значительной степенью точности (95% доверительный интервал). Если длина ветви составляет 7,0 см или более, то вероятность того, что человек будет 18 лет или старше, составляет 81,25%. Кроме того, исследование подтвердило, что не существует сильной степени полового диморфизма между длиной ветви нижней челюсти до тех пор, пока человек не достигнет 16-летнего возраста. Точность прогнозирования пола по длине ветви нижней челюсти составляет всего 54%, что делает его ненадежным индикатором пола в судебно-медицинской экспертизе. Исследование также имеет значение для оценки возраста ныне живущих людей. Это может быть применимо в иммиграционных, уголовных и гражданских расследованиях, усыновлении детей или запросах на получение пенсии по старости. Для проведения исследования использовались сканированные цефалометрические рентгенограммы. ^[6] Цефалометрия остается наиболее популярным и полезным методом исследования морфологии черепно-лицевого скелета. Измерения черепа также важны для реконструкции лица в случаях спорной идентичности. В исследовании в Пенджабе мезоцефальный краниотип был наиболее распространенным, за ним следовал доликоцефальный в тропических регионах. Брахицефалы были более распространены в регионах с умеренным климатом. Было высказано предположение, что генетические и экологические факторы влияют на наличие различий в цефалических индексах среди групп населения. Также было показано, что пищевые привычки модулируют черепно-лицевую форму людей. Данные, собранные в ходе этого исследования, действительны только для взрослого населения и могут быть полезны в будущих судебно-медицинских исследованиях. ^[7]

Апноэ во сне

Азиатское исследование было проведено на детях в возрасте от 3 до 13 лет с обструктивным апноэ во сне. Исследование пришло к выводу, что четыре цефалометрических антропоморфных параметра связаны с индексом апноэ-гипопноэ. Три из них указали на важность положения подъязычной кости при апноэ во сне у детей. В этой области необходимы будущие исследования. ^[8] В шотландском исследовании использовались цефалометрические рентгенограммы, чтобы определить причину апноэ во сне. Исследование было проведено на взрослых мужчинах и женщинах и выявило, что расположение подъязычной кости также коррелирует с синдромом обструктивного апноэ/гипопноэ во сне (СОАСГ). Чем длиннее расстояние от подъязычной кости до плоскости нижней челюсти, а также более короткое тело нижней челюсти, что значительно связано с СОАГС. По сравнению с контрольной группой у пациентов с СОАГС подъязычная кость располагалась ниже по отношению к плоскости нижней челюсти. ^[9] Используя программу цефалометрического анализа, исследование смогло прийти к выводу, что люди с уменьшенной длиной средней части лица и нижним расположением подъязычной кости, как правило, имеют меньшие дыхательные пути, что может привести к обструктивному апноэ во сне. Боковая цефалография полезна для анализа характеристик скелета и мягких тканей. Они записали 22 измерения по боковым цефалограммам и краниометрические ориентиры были оцифрованы. В других исследованиях были отмечены различия в характеристиках в сагиттальной и вертикальной плоскостях у больных апноэ по сравнению с контрольной группой. Это исследование не обнаружило этих различий между их группами. Они обнаружили, что с помощью цефалометрии существует разница в черепно-лицевой морфологии людей с обструктивным апноэ во сне по сравнению со здоровым населением. ^[10] На недавних открытых публичных соревнованиях алгоритмы машинного обучения и анализа формы продемонстрировали среднюю ошибку 1,92 мм для автоматического определения ориентиров и до 93,2% согласия между автоматической и ручной цефалометрией. ^[11]^[12]

Технология

Достижения в области технологий позволили ученым и антропологам использовать статистические программы для оценки происхождения черепа путем измерения различных краниометрических точек. CRANID — это статистическая программа, которая используется, когда источник черепа неизвестного происхождения. Черепные измерения проводятся и вводятся во всемирную краниометрическую базу данных, которая сравнивается с другими известными краниальными показателями. Эта информация позволяет пользователю оценить происхождение в контексте археологии, судебной экспертизы и репатриации. Он имеет самую высокую точность, когда можно определить пол. ^[13] Программное обеспечение Dolphin Imaging Cephalometric and Tracing — это цефалометрический анализ, который может измерять размеры дыхательных путей и зубочелюстные параметры. Его использовали для исследований обструктивного апноэ во сне. Поскольку цефалометрия становится все более оцифрованной за счет использования различных программ и сканеров, следует соблюдать осторожность при интерпретации данных. Объекты, измеренные с помощью компьютерных методов, могут не точно соответствовать оригиналу. Сканирование и реконструкция поверхности могут привести к некоторой погрешности измерения данных. Известны случаи, когда разные программы выдавали разные данные, даже если один и тот же череп использовался в одних и тех же условиях. Для реконструкции поверхности использовались пакеты программного обеспечения AMIRA и TIVMI. Средняя разница между измерениями была ниже для TIVMI. AMIRA может давать погрешность до 4% при известных измерениях и 5% при измерениях сухого черепа. При использовании для этой цели цифрового программного обеспечения следует учитывать частоту ошибок. ^[14]

Другие применения цефалометрии

Исследование и прогнозирование роста лица путем наложения старых изображений для сравнения роста.
- Были разработаны компьютерные программы, способные использовать латеральные цефалограммы и сравнивать их с алгоритмами роста для проверки надежности этих алгоритмов. Было обнаружено, что значительные результаты действительны при использовании алгоритмов выращивания Болтона и Рикеттса в пределах 1,5 мм. Двухлетние прогнозы оказались наиболее верными. ^[15]
Диагностика особых патологий
Диагностика черепно-лицевых аномалий
Оценка носоглоточного прохода

См. также

Библиография

Харрис, Дж. Э. и др. «Полевой метод цефалометрического рентгеновского исследования черепов на ранних нубийских кладбищах». Американский журнал физической антропологии 24, вып. 2 (март 1966 г.): 265–273.
Хоултон MC (май 1977 г.). «Дивергентные темпы роста бипариетального диаметра при беременности двойней». Акушерский Гинекол . 49 (5): 542–5. ПМИД 850566 .
Литтлфилд Т.Р., Келли К.М., Черни Дж.К., Билс С.П., Поматто Дж.К. (январь 2004 г.). «Разработка новой системы трехмерной черепной визуализации». Дж Краниофак Хирург . 15 (1): 175–81. дои : 10.1097/00001665-200401000-00042 . ПМИД 14704586 . S2CID 20288713 .
Определение MW ( архивировано 31 октября 2009 г.)

Ссылки

^ Уол, Норман (2006). «Ортодонтия за 3 тысячелетия. Глава 7: Анализ лица до появления цефалометра». Американский журнал ортодонтии и зубочелюстной ортопедии . 129 (2): 293–298. дои : 10.1016/j.ajodo.2005.12.011 . ПМИД 16473724 .
^ Гандикота, Чандра Сехар; Раяпуди, Навин; Чалла, ПадмаЛатха; Джуввади, ШубхакерРао; Юдхистер, Пв; Рао, ГуттиХарипрасад (2012). «Сравнительное исследование линейных измерений лицевого скелета с фронтальной и боковой цефалограммой» . Современная клиническая стоматология . 3 (2): 176–179. дои : 10.4103/0976-237X.96823 . ISSN 0976-237X . ПМЦ 3425101 . ПМИД 22919218 .
^ Грейсон Б., Каттинг С., Букштейн Ф., Ким Х., Маккарти Дж. Трехмерная цефалограмма: теория, техника и клиническое применение. Am J Orthod Зубочелюстной ортопед. 1988;94:327–37.
^ Гольдберг; и др. (1966). «Ультразвуковая цефалометрия плода» . Радиология . 87 (2): 328–332. дои : 10.1148/87.2.328 . ПМЦ 1785849 . ПМИД 5915440 .
^ Ахтер, З. (2012). «Оценка роста на основе черепно-лицевой антропометрии взрослых женщин Бангладеш Гаро». Медицинский журнал Майменсингха .
^ Толедо де Оливейра, Фернандо (2014). «Длина ветви нижней челюсти как показатель хронологического возраста и пола». Международный журнал юридической медицины . 129 (1): 195–201. дои : 10.1007/s00414-014-1077-y . ПМИД 25270589 . S2CID 24664868 .
^ Хан М; и др. (2015). «Цефалометрическое исследование в южном Пенджабе» . Профессиональный медицинский журнал . дои : 10.29309/TPMJ/2015.22.09.1137 . S2CID 239312788 .
^ Пин-Ин; и др. (2012). «Систематический анализ цефалометрии при обструктивном апноэ во сне у азиатских детей». Ларингоскоп . 122 (8): 1867–1872. дои : 10.1002/lary.23297 . ПМИД 22753016 . S2CID 25926760 .
^ Риха; и др. (2005). «Сравнение цефалометрии пациентов с синдромом апноэ/гипопноэ во сне и их братьев и сестер». Спать .
^ Гунгор; и др. (2013). «Цефалометрическое сравнение пациентов с обструктивным апноэ во сне и здоровых людей из контрольной группы» . Европейский журнал стоматологии . 7 (1): 48–54. дои : 10.1055/s-0039-1698995 . ПМЦ 3571509 . ПМИД 23408768 .
^ Линднер, Ван (2016). «Эталон для сравнения алгоритмов анализа рентгенографии зубов» . Анализ медицинских изображений . 31 : 63–76. дои : 10.1016/j.media.2016.02.004 . ПМИД 26974042 .
^ Ибрагимов, Ван (2015). «Оценка и сравнение методов обнаружения анатомических ориентиров на цефалометрических рентгеновских изображениях: грандиозная задача». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 34 (9): 1890–1900. дои : 10.1109/TMI.2015.2412951 . ПМИД 25794388 . S2CID 2886355 .
^ Калленбергер, Л. (ноябрь 2012 г.). «Использование CRANID для проверки сходства популяций известных черепов» . Журнал анатомии . 221 (5): 459–464. дои : 10.1111/j.1469-7580.2012.01558.x . ПМЦ 3482354 . ПМИД 22924771 .
^ Гийомарх, Пьер; и др. (июнь 2012 г.). «Трехмерная компьютерная краниометрия: сравнение неопределенности измерений, вызванной реконструкцией поверхности, выполненной двумя компьютерными программами». Международная судебно-медицинская экспертиза . 219 (1–3): 221–227. doi : 10.1016/j.forsciint.2012.01.008 . ПМИД 22297143 .
^ Сагун, Мэтью (2015). «Оценка алгоритмов прогнозирования роста Рикеттса и Болтона, встроенных в два программного обеспечения для диагностической визуализации и цефалометрии». Журнал Всемирной федерации ортодонтов . 4 (4): 146–150. дои : 10.1016/j.ejwf.2015.10.002 .

[1] Уол, Норман (2006). «Ортодонтия за 3 тысячелетия. Глава 7: Анализ лица до появления цефалометра». Американский журнал ортодонтии и зубочелюстной ортопедии . 129 (2): 293–298. дои : 10.1016/j.ajodo.2005.12.011 . ПМИД 16473724 .

[2] Гандикота, Чандра Сехар; Раяпуди, Навин; Чалла, ПадмаЛатха; Джуввади, ШубхакерРао; Юдхистер, Пв; Рао, ГуттиХарипрасад (2012). «Сравнительное исследование линейных измерений лицевого скелета с фронтальной и боковой цефалограммой» . Современная клиническая стоматология . 3 (2): 176–179. дои : 10.4103/0976-237X.96823 . ISSN 0976-237X . ПМЦ 3425101 . ПМИД 22919218 .

[3] Грейсон Б., Каттинг С., Букштейн Ф., Ким Х., Маккарти Дж. Трехмерная цефалограмма: теория, техника и клиническое применение. Am J Orthod Зубочелюстной ортопед. 1988;94:327–37.

[4] Гольдберг; и др. (1966). «Ультразвуковая цефалометрия плода» . Радиология . 87 (2): 328–332. дои : 10.1148/87.2.328 . ПМЦ 1785849 . ПМИД 5915440 .

[5] Ахтер, З. (2012). «Оценка роста на основе черепно-лицевой антропометрии взрослых женщин Бангладеш Гаро». Медицинский журнал Майменсингха .

[6] Толедо де Оливейра, Фернандо (2014). «Длина ветви нижней челюсти как показатель хронологического возраста и пола». Международный журнал юридической медицины . 129 (1): 195–201. дои : 10.1007/s00414-014-1077-y . ПМИД 25270589 . S2CID 24664868 .

[7] Хан М; и др. (2015). «Цефалометрическое исследование в южном Пенджабе» . Профессиональный медицинский журнал . дои : 10.29309/TPMJ/2015.22.09.1137 . S2CID 239312788 .

[8] Пин-Ин; и др. (2012). «Систематический анализ цефалометрии при обструктивном апноэ во сне у азиатских детей». Ларингоскоп . 122 (8): 1867–1872. дои : 10.1002/lary.23297 . ПМИД 22753016 . S2CID 25926760 .

[9] Риха; и др. (2005). «Сравнение цефалометрии пациентов с синдромом апноэ/гипопноэ во сне и их братьев и сестер». Спать .

[10] Гунгор; и др. (2013). «Цефалометрическое сравнение пациентов с обструктивным апноэ во сне и здоровых людей из контрольной группы» . Европейский журнал стоматологии . 7 (1): 48–54. дои : 10.1055/s-0039-1698995 . ПМЦ 3571509 . ПМИД 23408768 .

[11] Линднер, Ван (2016). «Эталон для сравнения алгоритмов анализа рентгенографии зубов» . Анализ медицинских изображений . 31 : 63–76. дои : 10.1016/j.media.2016.02.004 . ПМИД 26974042 .

[12] Ибрагимов, Ван (2015). «Оценка и сравнение методов обнаружения анатомических ориентиров на цефалометрических рентгеновских изображениях: грандиозная задача». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 34 (9): 1890–1900. дои : 10.1109/TMI.2015.2412951 . ПМИД 25794388 . S2CID 2886355 .

[13] Калленбергер, Л. (ноябрь 2012 г.). «Использование CRANID для проверки сходства популяций известных черепов» . Журнал анатомии . 221 (5): 459–464. дои : 10.1111/j.1469-7580.2012.01558.x . ПМЦ 3482354 . ПМИД 22924771 .

[14] Гийомарх, Пьер; и др. (июнь 2012 г.). «Трехмерная компьютерная краниометрия: сравнение неопределенности измерений, вызванной реконструкцией поверхности, выполненной двумя компьютерными программами». Международная судебно-медицинская экспертиза . 219 (1–3): 221–227. doi : 10.1016/j.forsciint.2012.01.008 . ПМИД 22297143 .

[15] Сагун, Мэтью (2015). «Оценка алгоритмов прогнозирования роста Рикеттса и Болтона, встроенных в два программного обеспечения для диагностической визуализации и цефалометрии». Журнал Всемирной федерации ортодонтов . 4 (4): 146–150. дои : 10.1016/j.ejwf.2015.10.002 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]