“Ten-point” 3D cephalometric analysis using low-dosage cone beam computed tomography

• Published in: Progress in orthodontics Vol. 11; no. 1; pp. 2 - 12
• Main Authors: Farronato, Giampietro, Garagiola, Umberto, Dominici, Aldo, Periti, Giulia, de Nardi, Sandro, Carletti, Vera, Farronato, Davide
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Germany Elsevier Srl 2010
• Subjects: 3D cephalometric analysis; Cephalometry - methods; Cephalometry - statistics & numerical data; Chin - diagnostic imaging; Cone-Beam Computed Tomography - methods; Cone-Beam Computed Tomography - statistics & numerical data; Dentistry; Humans; Image Processing, Computer-Assisted - methods; Imaging, Three-Dimensional - methods; Imaging, Three-Dimensional - statistics & numerical data; Information Storage and Retrieval; Low dosage; Malocclusion - diagnostic imaging; Mandible - diagnostic imaging; Mandible - growth & development; Maxilla - diagnostic imaging; Maxilla - growth & development; Maxilla and mandible centroids; Microcomputers; Nasal Bone - diagnostic imaging; Radiation Dosage; Radiographic Image Enhancement - methods; Radiographic Magnification; Sella Turcica - diagnostic imaging; Skeletal malocclusion; Software; TC Cone Beam; Low dosage; Skeletal malocclusion; 3D cephalometric analysis; TC Cone Beam; Maxilla and mandible centroids
• ISSN: 1723-7785; 2196-1042
• DOI: 10.1016/j.pio.2010.04.007

The aim of this study was to combine the huge amount of information of low dose Cone Beam CT with a cephalometric simplified protocol thanks to the latest informatics aids. Lateral cephalograms are two-dimensional (2-D) radiographs that are used to represent three-dimensional (3-D) structures. Cephalograms have inherent limitations as a result of distortion, super imposition and differential magnification of the craniofacial complex. This may lead to errors of identification and reduced measurement accuracy. The advantages of CBCT over conventional CT include low radiation exposure, imaging quality improvement, potentially better access, high spatial resolution and lower cost. This study assessed cephalometric 2D and 3D measurements and the analysis of CBCT cephalograms of the volume and centroid of the maxilla and mandible, in 10 clinical cases. With a few exceptions the linear and angular cephalometric measurements obtained from CBCT and from conventional cephalograms did not differ statistically ( p > 0.01). There was a correlation between the variation in the skeletal malocclusion and growth direction of the jaws, and the variation in the spatial position ( x, y, z) of the centroids and their volumes ( p < 0.01). The 3D cephalometric analysis is easier to interpret than 2D cephalometric analysis. In contrast to those made on projective radiographies, the angular and linear measurements detected on 3D become real, moreover the fewest points to select and the automatic measurements made by the computer drastically reduced human error, for a much more reliable reproducible and repeatable diagnosis. L’obiettivo di questo studio è stato unire l’enorme quantitativo d’informazioni della TC Cone Beam a basso dosaggio con un protocollo cefalometrico semplificato grazie agli ultimi ausilii informatici. È stato proposto di confrontare la nuova cefalometria dei 10 punti effettuata su un’acquisizione TC 3D con la tradizionale cefalometria 2D secondo Steiner. Questo studio ha valutato le misure cefalometriche lineari e angolari di 10 pazienti analizzandole mediante le metodiche convenzionali 2D sulle teleradiografie latero-laterali e postero-anteriori e quelle nuove 3D con le tomografie computerizzate CBCT. Inoltre, sono stati studiati i volumi e i centroidi della maxilla e della mandibola. Con poche eccezioni le misure lineari e angolari cefalometriche ottenute dalle CBCT e dalle radiografie cefalometriche convenzionali, hanno rilevato differenze non statisticamente significative (p > 0,01). Si è evidenziata una correlazione tra la variazione della malocclusione scheletrica e la direzione della crescita mandibolare e la variazione nella posizione dello spazio (x, y, z) dei centroidi e dei loro volumi (p < 0,01) . Al contrario di quelle effettuate su radiografie proiettive, le misurazioni lineari e angolari rilevate sul 3D diventano reali, inoltre il minor numero di punti da selezionare e le misurazioni automatiche effettuate al computer riducono drasticamente l’errore umano a favore di una diagnosi decisamente più attendibile e ripetibile. Secondo gli autori la nuova cefalometria 3D dei 10 punti può risultare una tecnica affidabile e ripetibile, che fornisce un numero superiore d’informazioni rispetto al 2D, in modo semplice e intuitivo per tutti grazie all’utilizzo di una rappresentazione grafica. Le but de cette étude était de combiner la quantité considérable d’information du low dose Cone Beam CT avec un examen céphalométrique classique et une evaluation informatique. Les cephalograms latéraux sont (2-D) radiographies bidimensionnelles qui sont employées pour représenter les structures (3-D) tridimensionnelles. Les cephalograms ont des limitations inhérentes en raison de la déformation, de la superposition et de la magnification du complexe craniofacial. Ceci peut donner des erreurs d’identification et d’exactitude. Les avantages de CBCT au-dessus de CT conventionnel incluent la basse exposition de rx, l’amélioration de la qualité de formation image, un accès potentiellement meilleur, haute résolution spatiale et le coût. Cette étude a évalué les mesures 2D -3D céphalométriques et l’analyse des cephalograms de CBCT du volume et du centre de surface du maxillaire supérieur et de la mâchoire inférieure, dans 10 cas cliniques. Avec les mesures céphalométriques linéaires et angulaires obtenues à partir de CBCT et à partir des cephalograms conventionnels les résultats n’ont pas différé statistiquement (> de p; 0.01). Il y avait une corrélation entre la variation de la malocclusion squelettique et la direction de croissance des mâchoires, et la variation de la position spatiale (x, y, z) des centroids et de leurs volumes (< de p; 0.01). Il est plus facile d’interpréter l’analyse 3D céphalométrique que l’analyse céphalométrique 2D. Contrairement à ceux faits sur les radiographies projectifs, les mesures linéaires et angulaires détectées sur les 3D deviennent vraies, en plus les moins points à choisir et les mesures automatiques faites par l’ordinateur rigoureusement réduisent l’erreur humaine, pour un diagnostic reproductible et beaucoup plus fiable. El objetivo de este estudio fue combinar la gran cantidad de información de bajas dosis con haz cónico CT con respecto a un protocolo de cefalométrico simplificado gracias a las ayudas de la informática. Las estructuras se analizaron con radiografías laterales (cefalometrias) en dos dimensiones (2-D) y tres dimensiones (3-D). La cefalometrias tienen limitaciones inherentes a la distorsión, por la superposición del complejo craneofacial. Esto puede conducir a errores de identificación y precisión en la medición. Las ventajas de CBCT sobre la TC convencional incluyen exposición a la radiación baja, mejora de la calidad de imagen, el acceso potencialmente mejor, la alta resolución y el menor costo. Este estudio evaluó la cefalometria 2D y 3D sus mediciones, en 10 casos clínicos. Con pocas excepciones, las mediciones cefalométricas lineales y angulares obtenidos con CBCT y cefalometrias convencionales no difieren estadísticamente (p > 0,01). Hubo una correlación entre la variación de la maloclusión esquelética y la dirección de crecimiento de los maxilares y la variación en la posición espacial (x, y, z) de los centroides y su volumen (p < 0,01) . El análisis cefalométrico 3D es más fácil de interpretar que el 2D. En contraste con las realizadas en radiografías de proyección, las mediciones angulares y lineares en 3D son mas reales, además la menor cantidad de puntos para seleccionar y las mediciones automáticas realizadas por el sistema, han reducido drásticamente los errores humanos, de esta forma es mucho más confiable el diagnóstico.