Dreidimensionale Gesichtswachstumsanalyse

ÜBERBLICK

Die Studie umfasst eine dreiarmige parallele Kohortenstudie, die Patienten mit den folgenden Erkrankungen berücksichtigt:

1. Malokklusion der Klasse I ohne vertikale Gesichtsanomalien und ohne Gesichtsasymmetrie oder andere Pathologien;
2. Klasse-III-Malokklusion mit Oberkieferinsuffizienz, aber ohne andere vertikale Gesichtsanomalien und ohne Gesichtsasymmetrie oder andere Pathologie;
3. Patienten mit Lippen- und/oder Gaumenspalten und einer Malokklusion der Klasse III und keiner anderen Pathologie.

DATENERFASSUNG

A. MRT-Daten werden (für 10 Probanden in jeder Gruppe) im Alter von T0 und ein Jahr danach (T1) erhalten. Dadurch werden genaue Geometrien bereitgestellt, um die Techniken richtig zu testen. Die Verwendung von MRT-Scandaten vermeidet die Notwendigkeit einer unnötigen Exposition von Patienten gegenüber ionisierender Strahlung und ermöglicht auch die Beobachtung der Beziehung zwischen Hart- und Weichgewebe.

B. Dieselben 10 Patienten in (a) werden einem intraoralen Scan unterzogen, der mit einem Trios-Intraoralscanner (3Shape, Aarhus, Dänemark) aufgenommen wird, der ultraschnelle optische Schnitttechnologie (nicht-invasiv) verwendet, um ein 3D-Bild des Gebisses und der Zahnokklusion zu liefern und Gesichts-Stereophotogrammetrie-Scan (Vectra H1 3D-Kamera) für Weichteiltexturinformationen im Alter von T0 und T1.

3D-DATENANALYSE

1. Rekonstruierte 3D-Geometrien der MRT-Scans im Alter von T0 und T1 werden überlagert, um die Bereiche der Skelett- und Zahnveränderung bei jedem Probanden zu bestimmen. Die Scans werden rekonstruiert und für die nachgelagerte 3D-Volumensubtraktion verarbeitet, wobei die Methoden verwendet werden, die von den Ermittlern und Mitarbeitern in ähnlichen Anwendungen der Zahn- und Schädelbiomechanik entwickelt wurden. Die T0-Daten werden dann von den T1-Daten subtrahiert, um die geometrischen Veränderungen in hart zu visualisieren und zu quantifizieren Gewebe, die durch Wachstum entstehen.
2. Um die äußeren Veränderungen in Weichgeweben zu untersuchen, werden 3D-Stereophotogrammetrie-Scans in Schalen umgewandelt. Die Farbkartierung liefert dann eine Quantifizierung der zeitlichen Veränderung der Weichteile durch 3D-Subtraktion. Um die Änderungen in Bereichen mit komplexer Krümmung zu quantifizieren, z. B. der Labiomentalfalte, werden 3D-Krümmungen berechnet und Unterschiede mit von den Forschern entwickelten Methoden analysiert.
3. Um die Wachstumskorrelation zwischen Weich- und Hartgewebe zu bestimmen, werden geometrisch-morphometrische Algorithmen und maßgeschneiderte Berechnungsmethoden entwickelt. Zunächst werden homologe Landmarken automatisch identifiziert und 3D-Landmarkvorlagen erstellt, um die Oberflächengeometrien zu erfassen. Danach wird eine Diskriminanzfunktionsanalyse durchgeführt, um die Formänderungen in jeder Kategorie für jedes Alter zu vergleichen.
4. Die Intraoralscans werden zusammen mit den Hart- und Weichgewebeinformationen ebenfalls in Schalen umgewandelt. Unter Verwendung der Avizo-Software wird dann durch Subtraktion und Farbabbildung der intraoralen Bilder erneut eine Quantifizierung der zeitlichen Veränderung der okklusalen Beziehungen bereitgestellt.