Superposition tridimensionnelle (3-D) sur la base du crâne pour l'évaluation longitudinale des effets de la croissance et du traitement

¹ University of North Carolina, Department of Orthodontics, School of Dentistry, Chapel Hill, NC 27599-7450, États-Unis
² University of North Carolina, Department of Computer Science, Chapel Hill, NC 27599-7450, États-Unis

Auteur de correspondance : cevidanl@dentistry.unc.edu

Résumé

Pour évaluer les modifications liées à la croissance ou au traitement, il est nécessaire de superposer les céphalogrammes successifs sur une structure stable. En céphalométrie bidimensionnelle (2-D), la base du crâne est souvent utilisée pour les superpositions parce que les changements qu'elle subit après le développement cérébral sont mineurs. Toutefois, sur les céphalogrammes de profil et de face, les points de repère basicraniens sont peu fiables. Dans cet article, nous présentons une nouvelle méthode de superposition tridimensionnelle (3-D) basée sur un enregistrement entièrement automatisé des intensités de voxels, au niveau de la surface de la base du crâne. Le progiciel utilisé permet l'évaluation quantitative des modifications qui apparaissent dans le temps, grâce au calcul de la distance euclidienne entre les surfaces du modèle tridimensionnel. Il permet également l'appréciation visuelle de l'emplacement et de l'importance des modifications au niveau des maxillaires, grâce à une surimpression graphique. Les modifications sont visualisées par comparaison à des tables de correspondance de couleur. On peut ainsi réaliser une étude détaillée des modes d'adaptation chez les patients dont la croissance et/ou le traitement ont provoqué des modifications squelettiques cliniquement significatives.

Abstract

To evaluate growth or treatment change, superimposition of serial radiographs on a stable reference structure is necessary. In 2-D cephalometrics, the cranial base is often used for this purpose because it shows minimal changes after neural growth is completed, but the cranial base landmarks in lateral or P-A cephalograms are unreliable when other orientations are evaluated. In this paper we present a novel method for 3-D superimposition based on fully-automated voxel-wise registration of the surface cranial base. The software packages allow quantitative assessment of changes between two time points via calculation of the Euclidean distances between the surfaces of the 3-D models, and visual assessment of the location and magnitude of changes in the jaws over time via graphical overlays in which changes are shown in color maps. This enables a detailed examination of the adaptation patterns for patients who experience clinically significant skeletal changes with growth and/or treatment.