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PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Programa de Pós Graduação em Odontologia
Adriana Alkmim de Sousa
AVALIAÇÃO DO CANAL NASOPALATINO E SUTURA PALATINA MEDIANA
COMO REGISTRO REGIONAL DA MAXILA EM ESTUDOS TOMOGRÁFICOS
Belo Horizonte
2020
Adriana Alkmim de Sousa
AVALIAÇÃO DO CANAL NASOPALATINO E SUTURA PALATINA MEDIANA
COMO REGISTRO REGIONAL DA MAXILA EM ESTUDOS TOMOGRÁFICOS
Tese apresentada ao Programa de
Pós-graduação em Odontologia da Pontifícia
Universidade Católica de Minas Gerais, como
requisito parcial para obtenção do título de
Doutora em Odontologia. Área de
Concentração: Clínicas Odontológicas
Linha de pesquisa: Métodos de Diagnóstico por
Imagem, Radiobiologia e Radioproteção
Orientador: Prof. Dr. Bernardo Quiroga Souki
Belo Horizonte
2020
FICHA CATALOGRÁFICA
Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Sousa, Adriana Alkmim de
S725a Avaliação do canal nasopalatino e sutura palatina mediana como registro
regional da maxila em estudos tomográficos / Adriana Alkmim de Sousa. Belo
Horizonte, 2020.
105 f. : il.
Orientador: Bernardo Quiroga Souki
Tese (Doutorado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Programa de Pós-Graduação em Odontologia
1. Maloclusão de Angle classe II. 2. Ortodontia interceptora. 3. Imagem
tridimensional. 4. Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico. 5. Suturas. 6.
Aparelhos de Tração Extrabucal. 7. Registro da Relação Maxilomandibular. 8.
Software livre. I. Souki, Bernardo Quiroga. II. Pontifícia Universidade Católica
de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Odontologia. III. Título.
CDU: 616.314-089.23
Ficha catalográfica elaborada por Fernanda Paim Brito - CRB 6/2999
Adriana Alkmim de Sousa
AVALIAÇÃO DO CANAL NASOPALATINO E SUTURA PALATINA MEDIANA
COMO REGISTRO REGIONAL DA MAXILA EM ESTUDOS TOMOGRÁFICOS
Tese apresentada ao Programa de
Pós-graduação em Odontologia da Pontifícia
Universidade Católica de Minas Gerais, como
requisito parcial para obtenção do título de
Doutora em Odontologia, Área de
Concentração: Clínicas Odontológicas.
COMPOSIÇÃO DA BANCA EXAMINADORA:
1- Prof. Dr. Rogério Lacerda dos Santos – UFJF 2- Prof. Dr. Camilo de Aquino Melgaço – UNINCOR 3- Prof. Dr. Ildeu Andrade Júnior – PUC Minas 4- Prof. Dr. Amaro Ilídio Vespasiano Silva – PUC Minas 5- Prof. Dr. Bernardo Quiroga Souki – PUC Minas
DATA DA APRESENTAÇÃO E DEFESA: 19 de fevereiro de 2020
A tese, nesta identificada, foi aprovada pela Banca Examinadora
Prof. Dr. Bernardo Quiroga Souki Prof. Dr. Rodrigo Villamarim Soares
Orientador Coordenador do Programa de Pós-graduação em Odontologia
À minha família, exemplo de felicidade plena.
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Aloísio e Zilma, pelos exemplos diários de honestidade,
companheirismo e ética. Aqueles que nunca pouparam esforços para me privilegiar,
não só nos estudos, mas em ser feliz de forma plena e livre. Que transpassam seus
apegos para respeitar e defender a individualidade de cada um da família.
A minha irmã Karine, que em meio a tanto caos se mostra igual, próxima e
confortante. Uma relação além da consanguinidade, que simplifica qualquer processo
de autoconhecimento e empoderamento.
Ao Prof. Dr. Bernardo Souki, que me acolheu de forma paterna, serena e
humilde. Sempre disposto a se doar e compartilhar, além de ouvir e valorizar minhas
opiniões, sem julgamentos e diferenciação entre nós dois. De forma cativa e didática
enalteceu minhas aptidões e acolheu meus bloqueios. Um exemplo que transcende a
sala de aula e vou levar de forma eterna como espelho.
As mestras que prepararam a base de forma sólida, para que tudo isso
pudesse acontecer. A minha mãe, meu primeiro exemplo de professora, minha
educadora e de centenas de outros conterrâneos. Tia Derly, Marlene e Ana Maria a
iniciação escolar é primordial. Tia Dalva, Olga, Márcia e Emília, alfabetizar é o maior
legado para humanidade. Qualquer reconhecimento a vocês é ínfimo ao real
merecimento. Ultrapassar barreiras que a sociedade impõe a educação publica e a
mulher elevam vocês ao patamar de heroínas.
A equipe Compass3D, que me inseriu na Odontologia de forma singular. Abriu
meus horizontes e me fez fazer parte de um todo, que parecia distante aos moldes
tradicionais.
Aos colegas de academia, professores e pacientes, que me emprestaram suas
histórias para eu construir a minha.
Aos meus amigos, que sem intenção suportaram este trabalho. Estefane e
Bethânia, a minha pureza reside em vocês. Mayra, Ariany e Paty, a Odontologia fez
sentido com nosso encontro. Carol Marci, Daniel, Carol Abreu e Menderson, eu e a
sociedade somos melhores na presença de vocês. Tamara e Karine meus alicerces
do cotidiano. Rafa, Tati, Lu e Flavinha a jornada é muito mais leve com vocês por
perto.
Obrigada, vocês me deram suporte para entender que este caminho vai além
da produção científica. A formação acadêmica ganha sentido quando a evolução
espiritual é colocada antes de tudo.
RESUMO
O objetivo neste estudo retrospectivo foi testar e avaliar a região do canal
nasopalatino (CNP) e sutura palatina mediana (SPM), como referência para as
sobreposições regionais volumétricas de maxila, em estudos que utilizam a
Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC). Adicionalmente objetiva-se
descrever as alterações dentoesqueletais maxilares em pacientes com má oclusão
Classe II de Angle, tratados com o aparelho extraoral de tração combinada (AETC).
TCFC e modelos de gesso, obtidos antes e após o tratamento, foram usados para a
comparação entre o método padrão-ouro (superposição em rugas palatinas) e o
método avaliado (superposição no CNP e SPM). A metodologia foi realizada através
de software de livre acesso (ITK-SNAP 2.4® e 3DSlicer 4.8®). Os modelos de gesso
foram digitalizados e sobrepostos na respectiva TCFC, através do contorno das
coroas dentárias. Utilizou-se os tons de cinza dos voxel das TCFC, na região do CNP
e SPM para superpor as tomografias. A matriz matemática, gerada pelo software
para o registro das TCFC, foi aplicada aos modelos. O registro em ruga foi feito na
superfície dos modelos e a matriz deste registro aplicada a TCFC. Mensurações das
alterações dos dentes 16, 11 e 26, nos três eixos do espaço (X, Y e Z) foram
realizadas nas TCFC, para as duas modalidades de registros regionais na maxila.
Compararam-se também, os mapas de códigos de cores das alterações de cada
paciente, para os dois registros. Para a descrição das alterações dentoesqueletais,
após o tratamento com o AETC, as TCFC foram registradas em base do crânio (BC)
e no CNP e SPM. Mensurações dos deslocamentos dos dentes 16, 11 e 26; além dos
pontos cefalométricos ponto A, espinha nasal anterior, espinha nasal posterior e
forame incisivo foram efetuadas. Comparando o registro nas rugas palatinas com o
em CNP e SPM, os valores medidos na região de molares mostraram pequenas
divergências, sem diferenças estatisticamente significativas (p > 0,05). Apenas o
deslocamento lateral do dente 11 apresentou diferença significativa (p < 0,05) entre
os métodos. Os mapas de códigos de cores do registro no CNP e SPM apresentaram
uma concordância na região das rugas. Maior variação de cores pode ser observada
nas laterais do palato. Nas alterações dentoesqueletais, após o uso do AETC, a
distalização do 16 foi de 2.17 mm para o registro no CNP e SPM e de 1.75 mm para
BC. A extrusão dos molares foi resultante da movimentação esqueletal e dentária,
com valores menores para a extrusão dentária isolada e maior em relação à base
craniana (1.03 mm BC e 0,39 mm CNP e SPM). As referências ósseas, exceto o
ponto A, demostraram recuo. O registro por voxel do CNP e SPM é confiável e trouxe
resultados estatisticamente iguais ao padrão ouro, quando se analisou o controle
vertical e antero posterior de alguns dentes. O registro no CNP e SPM pode ser
utilizado como uma alternativa para o registro regional de maxila com TCFC. As
mudanças dentárias e esqueléticas, observadas após o uso do AETC, corroboram
dados prévios desta abordagem terapêutica.
Palavras-chave: Registro da relação maxilomandibular. Software. Má oclusão de
Angle Classe II. Aparelhos de tração extrabucal. Ortodontia interceptora. Imagem
tridimensional.
ABSTRACT
This retrospective study aimed to test and evaluate the nasopalatine canal (NPC) and
the median palatine suture (MPS), as a reference for the volumetric maxillary
superimposition, in studies that use the Cone Beam Computed Tomography (CBCT).
In addition, the objective of this research was to describe the maxillary dentoskeletal
changes in patients with Angle Class II malocclusion treated with combination
headgear. Pre treatment and post treatment CBCT and plaster models were used to
compare the gold standard method (superimposition on the palatal rugae) and the
alternative method (superimposition on the NPC and MPS). The methodology used
open access software (ITK-SNAP 2.4® and 3DSlicer 4.8®). The plaster models were
digitalized and overlaid on respective CBCT, using the contour of the dental crowns.
The tons of gray densities of the CBCT voxels, in the NPC and MPS region were used
to superimpose the scans. The mathematical matrix generated by the software for the
voxel-based registration at NPC and MPS was applied to the models. The registration
in palatal rugae was made through the surface of the models, and the matrix of this
registration was applied to CBCT. Measurements of positioning crown changes of
teeth 3, 8 and 14, in the three axes of space (X, Y and Z), were performed in the
CBCT, for the two types of regional maxillary registration. The color-coded maps of
the changes were also compared for each patient, using the two types of records. For
the description of the dentoskeletal changes after treatment with combination
headgear, the CBCT were registered in the cranial base (CB) and in the NPC and
MPS. Measurements of teeth 3, 8 and 14 displacements, in addition to cephalometric
landmarks (point A, anterior nasal spine, posterior nasal spine and incisive foramen),
were performed. Comparing the palatal rugae registration with NPC and MPS, the
measured values in the molar region showed small divergences, without statistically
substantial differences (p > 0.05). Only the lateral displacement of tooth 8 showed a
significant difference (p < 0.05) between the methods. The color maps of the NPC and
MPS record showed an agreement in the palatal rugae region. Greater variation of
colors can be seen on the palate sides. In dentoskeletal changes after the use of
combination headgear, the distalization of the right molar was 2.17 mm for the NPC
and MPS registration, and 1.75 mm for CB. The molar extrusion resulted from skeletal
and dental movement, with lower values for isolated dental extrusion and higher when
compared to the cranial base (1.03 mm BC and 0.39 mm NPC and MPS). Bone
references, except point A, showed distalization. The voxel registration by NPC and
MPS is reliable and brought results without statistically significant differences to the
gold standard method when analyzing the vertical and anteroposterior displacements.
The registration with NPC and MPS can be used as an alternative to the regional
maxillary registration with CBCT. The dental and skeletal changes observed after the
use of the headgear corroborate previous data on this therapeutic approach.
Keywords: Jaw relation record. Software. Malocclusion, Angle Class II. Extraoral
traction appliances. Orthodontics, Interceptive. Imaging, three-dimensional.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
2D Bidimensional
3D Tridimensional
ABO American Board of Orthodontics
AEC Aparelho extraoral com tração combinada
ALARA As Low As Reasonably Achievable
BC Base do crânio
CB Cranial Base
CBCT Cone Bean Computer Tomography
CNP Canal nasopalatino
DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine
FOV Field of View
kgf Quilograma-força
mm Milímetros
MPS Median Palatine Suture
Mt0 Modelo antes do tratamento
Mt1 Modelo depois do tratamento
NPC Nasopalatine Canal
PUC Minas Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
ROI Region of Interest
RP Rugas palatinas
STL
SPM
Stereolithography
Sutura palatina mediana
T0 Tomografia antes do tratamento
T1 Tomografia depois do tratamento
TCFC Tomografia Computadorizada de Feixes Cônicos
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Deslocamento nos três eixos.................................................................36
Figura 2: Documentação inicial do paciente.........................................................44
Figura 3: Aparelho extraoral com tração combinada instalado ............................45
Figura 4: Documentação final do paciente............................................................45
Figura 5: Orientação padronizada do crânio.........................................................47
Figura 6: Sobreposição do modelo na tomografia pela identificação de pontos...48
Figura 7: Visualização da sobreposição dos modelos nas reconstruções
ortogonais..............................................................................................49
Figura 8: Aproximação da tomografia de T1 em T0..............................................50
Figura 9: Segmentação da região de interesse, canal nasopalatino e sutura
palatina mediana...................................................................................51
Figura 10: Registro em nível de voxel da tomografia T1 em T0, para canal
nasopalatino e sutura palatina mediana................................................51
Figura 11: Registro do modelo T1 em T0, para canal nasopalatino e sutura palatina
mediana.................................................................................................52
Figura 12: Delimitação nos modelos da região de interesse para sobreposição
pelas rugas palatinas.............................................................................54
Figura 13: Registro do modelo T1 em T0, para rugas palatinas.............................55
Figura 14: Identificação do ponto 16 na tomografia................................................56
Figura 15: Identificação do ponto 11 na tomografia................................................57
Figura 16: Mapas por códigos de cores..................................................................58
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 25 2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................... 29 2.1 Sobreposição e registro de imagens na metodologia científica .................. 29 2.2 Rugas palatinas ................................................................................................ 31 2.3 Tomografia computadorizada ......................................................................... 33 2.4 Perspectiva tridimensional .............................................................................. 35 2.5 Canal nasopalatino e sutura palatina mediana .............................................. 36 3 HIPÓTESES ......................................................................................................... 39 3.1 Hipótese 1 ......................................................................................................... 39 3.2 Hipótese 2 ......................................................................................................... 39 4 OBJETIVOS ......................................................................................................... 41 4.1 Objetivo geral ................................................................................................... 41 4.2 Objetvos específicos ....................................................................................... 41 5 MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................... 43 5.1 Amostra ............................................................................................................ 43 5.2 Protocolo de tratamento para o aparelho extraoral combinado ................... 44 5.3 Aquisição do exame tomográfico ................................................................... 45 5.4 Aquisição do modelo intraoral digital ............................................................ 46 5.5 Padronização entre tomografia e modelos digitais ....................................... 46 5.5.1 Orientação da tomografia no espaço........................................................... 46 5.5.2 Sobreposição dos modelos na tomografia ................................................. 47 5.6 Registro regional utilizando o canal nasopalatino e sutura palatina mediana................................................................................................................................. 49 5.7 Registro regional utilizando a base do crânio ............................................... 52 5.8 Registro regional utilizando as rugas palatinas ............................................ 53 5.9 Mensurações das movimentações dentárias na tomografia ........................ 53 5.10 Mapas de códigos de cores ........................................................................... 54 5.11 Análise estatística .......................................................................................... 54 6 ARTIGO CIENTÍFICO 1 ........................................................................................ 59 7 ARTIGO CIENTÍFICO 2 ........................................................................................ 79 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 91 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 93 ANEXO A – Parecer Consubstanciado do CEP PUC Minas ................................ 97 ANEXO B – Parecer Consubstanciado da CONEP ............................................ 101 ANEXO C – Produção intelectual da aluna durante o curso de doutorado ..... 103
25
1 INTRODUÇÃO
Protocolos de tratamentos odontológicos são desenvolvidos diante da
necessidade de solucionar problemas clínicos. Todavia, precisam ser testados e
validados. Reconhecidos como praticáveis, ainda estarão permanentemente sujeitos
a contestação, alteração, melhorias e comparações. Um dos intuitos da investigação
cientifica em Odontologia é pautar todo este percurso, desde a proposta e validação
até a continua discussão. O emprego de metodologias científicas pertinentes permite
a elucidação de eventuais problemas e conduz a conclusões apropriadas. Métodos
falhos, pobres e não validados levam a desfechos com as mesmas características,
sendo então, fator determinante para a legitimidade do trabalho e consistência do
protocolo de tratamento.
Estudos que comparam o mesmo indivíduo, em momentos distintos de um
tratamento, podem descrever seus efeitos, verificar a concordância com a proposta e
avaliar a viabilidade (YATABE et al., 2019). Na pesquisa em Ortodontia é recorrente a
mensuração de alterações dentárias e esqueléticas no decorrer do tratamento. Além
de análises feitas no próprio paciente é usual utilizar exames de imagens e modelos
dentários (BAILEY; ESMAILNEJAD; ALMEIDA, 1996; HOGGAN; SADOWSKY,
2001). Os questionamentos primordiais dessas metodologias são sobre a fidelidade
do exame, seguido pela referencia anatômica utilizada para medir. Para os exames
de imagem, a Tomografia Computadorizada de Feixes Cônicos (TCFC) encabeça os
estudos (JAIN et al., 2019), enquanto os escaneamentos intraorais ainda dividem
espaço e opiniões com os modelos de gesso (FLEMING; MARINHO; JOHAL, 2011).
A referência anatômica deve ser uma estrutura válida, de fácil identificação no exame
e que se mantem estável em um intervalo de tempo, para que as mudanças obtidas
sejam apenas do objeto estudado, e não do objeto somado a estruturas. Encontra-se
então outra implicação, qual estrutura permanece estática, aos efeitos do tratamento
e aos vetores de crescimento.
Localizadas no terço anterior do palato, posterior a papila incisiva, as rugas
palatinas (RP) foram descritas por Shailaja et al. (2018), como a estrutura mais
estável em boca. As RP são utilizadas de maneira maciça, como marcadores nas
pesquisas que avaliam alteração dentária maxilar (GARIB et al., 2019; SHAILAJA et
al., 2018). Quando a metodologia emprega modelos, obtidos por escaneamento
intraoral ou moldagem, a representação da RP é tão fiel quanto a qualidade deste
26
modelo, porém, a afirmativa não é a mesma quando o manuseio é feito em TCFC. A
mucosa queratinizada, que compõe as RP, absorve uma quantidade ínfima de
radiação, imprimindo uma imagem hipodensa discreta, que muitas vezes se une a
imagem da língua apoiada. A utilização de TCFC, para análise de tecidos moles é
restrita, sendo inviável na representação da RP. A base do crânio (BC) é o padrão
ouro quando se discute estabilidade óssea para aquelas metodologias, demandando
um exame extenso. Além do aumento da área exposta à radiação nos exames de
face, os tomógrafos com essa abrangência estão cada vez mais escassos.
Mudanças ortodônticas, feridas com orientação ou sobreposição em BC, estão
somadas a mudanças espaciais da maxila, que podem ocorrer devido ao crescimento
ou ate mesmo efeito ortopédico da terapêutica (NASSEH; AL-RAWI, 2018; YATABE
et al., 2019). Reconhece então à necessidade de investigar uma estrutura estável,
que esteja próxima a região a ser estudada, com boa expressão em TCFC.
Estudos anatômicos, descritivos para o canal nasopalatino (CNP),
demonstram uma variabilidade em formato e dimensão, sem diferença significativa
quando se compara idade e até mesmo ausência de incisivos maxilares (DEMIRALP;
KURSUN-CAKMAK; BAYRAK et al., 2018; THAKUR; BURDE; GUTTAL;
NAIKMASUR, 2013). O CNP possui arcabouço ósseo e está próximo as RP.
Localizado também na região anterior da maxila, mas no plano médio, o CNP é um
conduto no palato duro, que comunica a cavidade oral ao soalho nasal. Originário da
fusão entre o septo nasal, processo palatino da maxila e pré-maxila, o CNP possui
corticais e abriga um feixe vásculo nervoso, estruturas de identificação
descomplicada no exame tomográfico ( NASSEH; AOUN; SOKHN, 2017; THAKUR;
BURDE; GUTTAL; NAIKMASUR, 2013). A utilização do CNP, como estrutura de
registro regional para avaliação de alterações maxilares, ainda não foi explorada na
literatura. As pequenas dimensões do canal, associadas ao seu formato cilíndrico,
podem ser um fator desfavorável, afetando uma estabilidade de rotação e translação.
Estender a região de registro para as adjacências elimina o possível viés. Assim
como as estruturas internas do palato foram utilizadas por McNamara (1981), como
sobreposição de cefalometrias, a região de sutura palatina mediana (SPM), próximo
ao CNP potencializa a capacidade de registro no CNP (McNAMARA, 1981; NASSEH;
AOUN; SOKHN, 2017). A eficácia do registro na região seria viável a utilização do
exame TCFC com menor exposição a radiação e maior acessibilidade, além de
dissociar as alterações dentárias das espaciais esqueléticas.
27
Propõe-se neste estudo testar e validar a eficácia do canal nasopalatino e
sutura palatina mediana como região anatômica para registro regional de maxila em
estudos tomográficos, através da comparação com as rugas palatinas. Descrever as
alterações dentárias maxilares em pacientes diagnosticados com má oclusão de
Angle Classe II, tratados utilizando o aparelho extraoral com tração combinada (AEC)
por meio do registro proposto e em base de crânio.
29
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Sobreposição e registro de imagens na metodologia científica
O sucesso da pesquisa científica está diretamente relacionado a qualidade da
metodologia. Quando se propõe os objetivos de uma investigação, um processo de
análise deve ser esquematizado de forma lógica, para elucidar com excelência as
hipóteses alegadas. Na pesquisa clínica em Ortodontia, tanto para esclarecimento de
terapias quanto de crescimento, a sobreposição e registro de exames de imagens em
uma determinada estrutura anatômica é habitual. A escolha de qual estrutura ou
região utilizar deve ser feita com cautela e fundamento, também sendo levada em
consideração na interpretação dos resultados (YATABE et al., 2019). Para exames
radiográficos na norma lateral, o American Board of Orthodontics (ABO) preconiza o
uso da região anterior da BC em análises da face, superfície anterior do zigomático
para maxila e na mandíbula uma estabilidade é sugerida na cortical interna da sínfise,
região do gnátio e no canal alveolar inferior (GHONEIMA et al., 2017). Instaurado na
Odontologia em 1931, por Broadbent, ainda de fundamental importância, a
radiografia cefalométrica vem cedendo espaço para TCFC, assim como as outras
imagens de duas dimensões (2D). A magnificação, distorção, sobreposição de
estruturas e falta de perspectiva contida no exame 2D, assim como os erros de
postura na aquisição, coloca em questão a precisão do recurso. A TCFC supera
estas principais limitações e se instala na Odontologia clínica nos primeiros anos do
século XXI. As referências então devem ser adaptadas ao novo processo
(GHONEIMA et al., 2017; YATABE et al., 2019).
Quando processadas em filme radiográfico, a sobreposição é feita
manualmente, pela visualização e concordância das estruturas. Nas capturas digitais
a técnica parte do mesmo pressuposto, podendo ter auxílio de software que
identificam as estruturas pelas tonalidades da imagem. Somados as limitações do
exame 2D, estão as possíveis falhas do examinador, visto que a identificação e
sobreposição não é uma tarefa fácil (EFSTRATIADIS; COHEN; GHAFARI, 1999).
Para imagens 3D, que inclui a TCFC, existem três formas de sobreposição, por
pontos de referência coincidentes, superfície coincidente e registro em voxel. A
utilização de pontos foi considerada a menos confiável. Para superfície, é necessário
uma adequada qualidade do exame. O registro em voxel possui a menor
30
variabilidade. O registro em voxel identifica a área correspondente no outro exame
com os mesmos valores da escala de cinza. A aproximação dos exames com uma
concordância visual, feita pelo examinador, acelera e melhora a precisão do
processo, que é feita de forma totalmente automatizada por software especializados
(YATABE et al., 2019).
Diversos software de análises de imagens médicas agregaram a função de
sobrepor arquivos. Cada software possui suas particularidades e limitações, existem
aqueles comerciais como Dolphin Imaging® (Dolphin Imaging and Management
Solutions, Chatswoth, CA, USA), OnDemand3D® (Cybermed, Seoul, Korea), InVivo
Dental® (Anatomage, San Jose, CA, USA), Maxilim Software® (Medicim NV,
Mechelen, Belgium) e 3dMDvultus® (3dMD, Atlanta, Georgia, USA) e os de acesso
aberto, como ITK-SNAP® e 3DSlicer® (software de livre acesso, www.itksnap.org).
Apesar de demandar treinamento específico e não possuir uma interface amigável,
estes software abertos não possuem restrições para uso e custo. Em conjunto,
possuem módulos que permitem registro de voxel em adultos e pacientes em
crescimento, além da sobreposição baseada em pontos e superfície. Medidas
também podem ser tomadas do deslocamento Euclidiano, componentes direcionais
(anteroposterior, ínfero-superior e látero-lateral) e ângulos nas três perspectivas
(pitch, roll e yaw). Igualmente é possível realizar análises qualitativas, através de
projeção das alterações em mapas de códigos de cores e visualização da
sobreposição dos modelos 3D (YATABE et al., 2019).
Diversos trabalhos publicados na literatura fizeram o uso dos software
ITK-SNAP® e 3DSlicer®, separados ou em conjunto, com metodologias diversas. A
maioria daqueles que utilizam de sobreposição seguem o padrão ouro de referência,
a região anterior de BC (CEVIDANES et al., 2010; FERREIRA OLIVEIRA, 2019;
VILEFORT, 2018). Além de demandar uma tomografia extensa, todas as
movimentações encontradas devem ser interpretadas como da estrutura de estudo
em relação a BC, não sendo possível distinção da causa. Quando se considera
análise de maxila, os implantes propostos por Björk são padrão ouro de análise, mas
possuem implicação ética (BJORK, 1966). O ABO indica para o registro regional da
maxila, em telerradiografia, a superfície anterior do zigomático. Outras estruturas
também já foram propostas para este fim, como o plano palatal, fixado na espinha
nasal anterior e nas estruturas internas do palato. Todas referências maxilares
utilizadas possuem estabilidade duvidosa e são pobres em reprodutibilidade
31
(McNAMARA, 1981; NIELSEN, 1989). Ruellas et al. (2016) utilizaram TFCF para
propor duas regiões de registro em maxila. A primeira utilizava o corpo da maxila,
com limites verticais excluindo orbita e processo alveolar e limites laterais até o
zigomático. A segunda, inspirada nos trabalhos de Björk, possuía limites
semelhantes, eliminando uma porção anterior da maxila, que obedecia aos limites
laterais da abertura piriforme. Ambas as regiões demonstraram resultados similares e
boa reprodutibilidade (RUELLAS et al., 2016). Quando se analisa pacientes adultos
as referências usadas são admissíveis, mas, grande parcela das amostras se
concentra em pacientes jovens. O crescimento crânio facial é dotado de vetores
transversais, que geram um crescimento látero-lateral na face do indivíduo, qualquer
referência que abranja os dois lados pode ser inviável. Uma referência ideal em
maxila deve ser estática durante o crescimento e tratamento, localizada no plano
médio, próximo ao processo alveolar, com boa representação na TCFC e de fácil
identificação.
2.2 Rugas palatinas
Evidente em diversas espécies, as RP ganharam notoriedade para os
humanos quando descrita pela primeira vez em 1732, por J. B. Winslow, nos seus
estudos anatômicos (LYSELL, 1955). Por volta da 10ª semana intrauterina a
estrutura inicia sua formação, continuada pela proliferação e diferenciação, até se
tornar um epitélio queratinizado próximo ao nascimento, com as mesmas
características presentes em um adulto. Possuindo funções, ainda não muito bem
definidas, no auxilio da mastigação, deglutição e fonação, as RP estão localizadas na
região anterior do palato duro, posterior a papila incisiva. As dobras de tecido estão
dispostas bilateralmente, separadas pela rafe palatina (HAUSER; DAPONTE;
ROBERTS, 1989; LYSELL, 1955; SAADEH et al., 2017; WINNING; TOWNSEND,
2000). As rugas podem se diferenciar em tamanho, quantidade, forma, orientação,
aglomeração e proeminência, suas diversas variáveis geram infinitas combinações.
Assimétricas quando se comparam os lados do mesmo paciente, as infindáveis
possibilidades arquiteta uma topografia única em cada indivíduo. Após o nascimento,
nos primeiros anos de vida, com o crescimento da região anterior da maxila, o
aumento e distanciamento das formas evidencia o padrão morfológico pessoal
(PATIL; PATIL; ACHARYA, 2008; SAADEH et al. 2017).
32
A individualidade e estabilidade no decorrer da vida são usufruídas na
Odontologia forense, como ferramenta na identificação de pessoas. Protegida pelos
demais tecidos da face, as RP resistem a condições degenerativas intensas, além de
ser um método acessível e ágil. As alterações dentárias, ocorridas no espaço de
tempo entre o registro e a necessidade de identificação, podem inviabilizar o
reconhecimento pelas arcadas, contrapartida a estabilidade das RP, ainda que
questionada, não interfere no padrão ao ponto de descaracterizar sua individualidade
(ALI; SHAIKH; FIDA, 2016; DE ANGELIS et al., 2012).
Moyers et al. (1976 apud ALMEIDA et al. 1995), apontaram as RP como um
marcador estável na cavidade oral. Além de ferramenta de identificação forense, as
dobras do palato também vem sendo usadas como referencia para quantificação de
alterações dentárias. Simmons, Moore e Erickson em 1987; Almeida et al. em 1995 e
Christou e Kiliaridis em 2008 acompanharam a morfologia das RP de pacientes em
crescimento, havendo um consenso que as mudanças encontradas condizem com o
padrão de crescimento ósseo. Almeida et al. em 1995 e Christou e Kiliaridis em 2008
concordam de uma melhor forma, quando evidenciam a estabilidade da região
medial, que fundamenta o seu uso para avaliação longitudinal de alterações
dentárias. Christou e Kiliaridis em 2008 ainda asseguraram uma conclusão já citada
antes, a terceira ruga como marcador mais indicado ( ALMEIDA, 1995; CHRISTOU;
KILIARIDIS, 2008; SIMMONS; MOORE; ERICKSON, 1987).
Ali, Shaikh e Fida, em 2016, ainda dentro dos estudos forenses, aconselham
prudência para o uso de RP, questionando modificações decorrentes de tratamentos
odontológicos (ALI; SHAIKH; FIDA, 2016). Bailey, Esmailnejad e Almeida (1996)
confrontaram dois grupos de pacientes adultos, separados pela necessidade do
tratamento ortodôntico com e sem extração de dois pré-molares maxilares. O
trabalho identificou alterações em isolados pontos, preservando as extremidades
laterais e mediais da terceira ruga, concordando com Christou e Kiliaridis em 2008.
Designada como estrutura estável, os autores também referenciam a terceira ruga
como marcador confiável, para avaliações longitudinais de alteração sagital e antero
posterior, até mesmo em casos de extração (BAILEY; ESMAILNEJAD; ALMEIDA,
1996; CHRISTOU; KILIARIDIS, 2008).
Damstra et al. em 2009 agregaram a temática com outro ponto de vista, a
relação das RP com o periósteo. Em virtude da conexão entre as estruturas, a
mucosa acaba criando uma interdependência, acompanhando o periósteo em suas
33
modificações. As alterações nas RP após expansão rápida de maxila podem ser
explicadas por essa relação. Da mesma forma a elasticidade ainda carece estudos, já
que a recidiva pode vir do mesmo argumento (DAMSTRA, et al., 2009).
Cercado de cautela e aplicado na situação adequada, o uso das RP como
marcador é aceito e difundido na literatura. Diversos são os métodos utilizados, tanto
na Ortodontia quanto na Odontologia Forense, sendo os modelos odontológicos os
principais aparatos das análises. A checagem de formato e medidas podem ser feitas
diretamente no modelo físico, destacando com grafite o contorno para análise
morfológica e mensuração, com réguas e compassos ( PATIL; PATIL; ACHARYA,
2008; SIMMONS; MOORE; ERICKSON, 1987). Fotografias padronizadas e escâner
2D também já foram utilizados (DAMSTRA et al. 2009; HOGGAN; SADOWSKY,
2001). Estudos recentes estão transferindo esses modelos para realidade digital 3D,
advindos do escaneamento da moldagem, do modelo de gesso ou diretamente da
boca do paciente, os arquivos digitais apresentam fidelidade já comprovada. Na
continuidade da metodologia a identificação, mensuração, orientação e sobreposição
são feitas em software específicos. Mesmo sendo necessário o manuseio por
examinadores, a automação elimina diversos vieses (GARIB et al., 2019; GIBELLI et
al., 2018; TANEVA et al., 2015).
O factível acesso aos modelos digitais e a efetividade dos software
fortaleceram o uso das RP como marcador, tornando a metodologia um modelo
sólido, singular e difundido. Quando a necessidade e disponibilidade da amostra se
concentram na TCFC, não é possível a utilização das RP na metodologia, já que sua
constituição, em epitélio queratinizado, dificulta a análise em exames tomográficos.
2.3 Tomografia computadorizada
Os exames de imagem fomentam um bom diagnóstico, planejamento,
prognóstico e acompanhamento na Odontologia clínica. Ainda de fundamental
importância, as radiografias perderam um grande espaço para a TCFC, que supera
muitas limitações. O tomógrafo possui uma fonte que emite feixes de raios X em
forma cônica e juntamente com o receptor, que está posicionado na extremidade
oposta, faz um giro ao redor da cabeça do paciente. O receptor é sensibilizado pela
radiação emitida, que não foi absorvida pelos tecidos do paciente. A imagem gerada
é a representação da estrutura fatiada e a associação destas fatias, de forma
34
justaposta, compõe a perspectiva tridimensional. Cada fatia é uma grande matriz
quadriculada. Na associação de matrizes as linhas geram fatias horizontais e as
colunas as fatias verticais. A menor unidade da matriz é a face do voxel, cada voxel
carrega um tom de cinza, correspondente a quantidade de radiação recebida,
consequente da densidade do objeto que ele retrata. O voxel é um cubo, possui
largura, altura e profundidade, todas de mesmo tamanho. O software faz diversas
combinações com as faces dos cubos, combinações entre linhas e colunas das
matrizes justapostas, gerando reconstruções nas três dimensões. Depois de
processado as três reconstruções, ainda é possível realizar reconstruções
personalizadas, que podem acompanhar o longo eixo de uma estrutura que receberá
melhor atenção. A arquitetura de aquisição e composição gera imagens em fiel
escala, sem sobreposição e com perspectiva nas três dimensões. A renderização do
conjunto de fatias, ainda pode gerar objetos digitais 3D de superfície, que são a
representação fiel das estruturas (JAIN et al., 2019; NASSEH; AL-RAWI, 2018).
A ausência de distorção, sobreposição e a possibilidade de análise
tridimensional, impulsionam os estudos que utilizam a TCFC na metodologia. Com o
tempo os aparelhos se tornaram mais eficientes e, em Odontologia, a concentração
de procedimentos na cavidade oral dispensa as grandes aquisições da face. Os
tomógrafos mais compactos possuem instalação e manuseio prático, são mais
baratos e limitam a exposição de radiação apenas a sua abrangência. Para a
realidade clínica essa progressão das máquinas trouxe diversos benefícios, sendo os
principais, o aumento da acessibilidade e a redução da radiação recebida pelo
paciente (ABDELKARIM, 2019; JAIN et al., 2019; NASSEH; AL-RAWI, 2018). A
pesquisa também se beneficiou destes avanços, mas a diminuição da imagem gerou
uma nova necessidade, metodologias que não fossem dependentes de áreas
distantes do objeto estudado. A comparação entre momentos diferentes, do mesmo
paciente é a forma mais utilizada para avalição de alterações, sejam elas decorrentes
de um tratamento ou até mesmo do crescimento. Para análises da face, o ABO
sugere a sobreposição de imagens através da região anterior da BC. A estabilidade
dessa região é padrão ouro, mas, com a oferta de exames menores, os extensos
podem infringir o princípio de proteção radiológica, ALARA (As Low as Reasonably
Achievable), que defende a utilização da dose mínima de radiação necessária e
disponível (NASSEH; AL-RAWI, 2018).
35
2.4 Perspectiva tridimensional
Apresentado por René Descartes o plano cartesiano é um sistema de
coordenadas em um espaço plano 2D, composto por dois eixos perpendiculares,
vertical e horizontal. Um ponto neste plano é localizado pela combinação de dois
valores, um para cada eixo. O espaço tridimensional se comporta pela conjugação de
três eixos perpendiculares entre si, que se encontram em um ponto denominado
origem. Cada eixo corresponde a uma perspectiva, sendo Z para altura, X largura e Y
profundidade. Um ponto no espaço tridimensional é localizado por três valores, um
para cada eixo, este valor corresponde a distância da origem. Valores positivos em Z
estão acima da origem, a direita no X e a frente no Y, sendo negativo para os
inversos. A distância entre dois pontos no espaço pode ser calculada pelo
deslocamento total no plano tridimensional, também chamada de Euclidiana, ou nos
três componentes direcionais, um para cada perspectiva. Dois pontos na mesma
altura possuem coordenada Z igual, não existe distância Z entre eles. Caso exista
distância X eles estarão separados lado a lado. Para distancia Y um estará mais a
frente que o outro. Basta ter uma coordenada diferente para existir a distância
euclidiana, que configura pontos distintos. Um ponto que deslocou para frente ou
para trás, alterou sua posição no eixo Y, para direita ou esquerda, X e para cima ou
baixo Z (Fig. 1). Os deslocamentos podem ser conjugados, nos três eixos, dois ou
isolados, em apenas um eixo. Quando a coordenada de dois pontos se diferem em
apenas um eixo, a distância Euclidiana corresponde a distância do componente
direcional alterado. (KAISER et al., 2006; KIM et al., 2015).
As mudanças espaciais de uma estrutura podem ser estudadas quando os
exames são abertos de forma simultânea, no mesmo espaço tridimensional. Um
ponto ideal, exemplo cúspide mésio vestibular do dente 16, irá representar a
estrutura, dente 16, este mesmo ponto deve ser identificado nos dois exames. A
distância entre os pontos representa o deslocamento ocorrido entre os exames. Na
posição natural da cabeça o deslocamento X deste ponto, cúspide mésio vestibular
do dente 16, retrata o movimento para direita quando positivo e para esquerda,
negativo. No eixo Y positivo para anterior, mesialização e negativo para posterior,
distalização. O eixo Z demonstra o controle vertical, positivo para intrusão e negativo
quando acontece extrusão (Fig. 1).
36
Figura 1: Deslocamento nos três eixos
Legenda: A) Representação dos eixos X, Y e Z. B) Direção do dente 16 no eixo X e Y.
C) Direção do dente 16 no eixo Y e Z.
Fonte: Elaborada pela autora
2.5 Canal nasopalatino e sutura palatina mediana
Localizado na região anterior da maxila, no plano médio sagital, o CNP permite
a conexão entre a cavidade nasal e palato. Uma fenda em osso é formada no
processo de fusão entre o septo nasal, processo palatino da maxila e pré-maxila.
Localizado iminente a palatina dos incisivos centrais superiores, a abertura para
cavidade oral é denominada forame incisivo. A terminação na fossa nasal tende a ser
mais variável, mais comumente em dois canalículos que desembocam na foramina
A
B C
37
de Stenson. O trajeto entre as duas finalizações abriga um tecido conjuntivo fibroso,
pequenas glândulas salivares, a artéria esfenopalatina e o nervo nasopalatino, que
atende a região anterior do palato duro (BORNSTEIN et al., 2011; THAKUR et al.,
2013). A via do canal pode se apresentar de formas diversas, Nasseh, Aoun e Sokhn,
em um estudo anatômico de 2017, classificou o formato do canal através da vista
sagital. Quatro categorias foram descritas: cilíndrico (paredes paralelas), funil
(aumento do diâmetro da abertura nasal para bucal), lentilha (diâmetro no centro é
maior que nas extremidades) e em ampulheta (extremidades largas e centro estreito)
(NASSEH; AOUN; SOKHN, 2017).
Na literatura atual, as discursões envolvendo o CNP giram em torno da
Patologia e Implantodontia. A intimidade com o implante é considerado uma condição
de insucesso. O deslocamento ou esvaziamento do canal integra as práticas
cirúrgicas da especialidade (BORNSTEIN et al., 2011; NASSEH; AOUN; SOKHN,
2017; THAKUR et al., 2013). Para estudos de crescimento e avaliação de terapia
ortodôntica, não foi localizada na literatura nenhum trabalho envolvendo o CNP na
metodologia.
O comprimento médio do canal, encontrado por Nasseh, Aoun e Sokhn (2017),
foi de 11,52 mm, uma estrutura relativamente pequena. Grande parte da amostra foi
classificada como formato cilíndrico (36,5%) (NASSEH; AOUN; SOKHN, 2017). A
simetria da estrutura pode gerar regiões diferentes com densidades de voxel muito
parecidas. A pequena extensão limita ainda mais as possibilidades de combinações.
Estender a região do registro supera este fator de confusão e proporciona uma maior
estabilidade de translação e rotação. McNamara propôs em 1981 o uso das
estruturas internas do palato, para sobreposição de cefalometrias (McNAMARA,
1981). Associar o CNP a região da sutura palatina mediana potencializa a
capacidade de registro.
Diante a necessidade de validar uma estrutura em maxila que possa ser usada
como registro para sobreposição, situada na linha média e de fácil identificação na
TCFC, pensou-se no CNP associado a SPM.
39
3 HIPÓTESES
3.1 Hipótese 1
a) Hipótese nula: Há estabilidade espacial do canal nasopalatino e sutura
palatina mediana em relação às rugas palatinas;
b) Hipótese alternativa: Não há estabilidade do canal nasopalatino e sutura
palatina mediana em relação às rugas palatinas.
3.2 Hipótese 2
a) Hipotese nula: As alterações maxilares após o uso do aparelho extraoral
com tração combinada são de origem dentária;
b) Hipotese alternativa: As alterações maxilares após o uso do aparelho
extraoral com tração combinada é uma soma de alterações dentárias e
esqueléticas.
41
4 OBJETIVOS
4.1 Objetivo geral
Avaliar a estabilidade do canal nasopalatino e sutura palatina mediana para
validar o uso da região como registro regional maxilar em estudos volumétricos com
Tomografia Computadorizada de Feixes Cônicos. Descrever as alterações dentárias
maxilares em pacientes tratados com o aparelho extraoral com tração combinada.
4.2 Objetvos específicos
a) comparar as diferenças encontradas entre o registro regional maxilar feito
na superfície das rugosidades palatinas e em voxel pelo CNP e SPM;
b) mensurar em TCFC, registrada em voxel pelo CNP e SPM, as alterações
dentárias ocorridas após tratamento com AEC;
c) mensurar em TCFC, registrada em superfície pela RP, as alterações
dentárias ocorridas após tratamento com AEC;
d) mensurar em TCFC, registrada em voxel pela BC, as alterações dentárias
ocorridas após tratamento com AEC;
e) descrever as alterações dentárias maxilares em pacientes tratados com o
AEC através do registro em voxel pelo CNP e SPM;
43
5 MATERIAL E MÉTODOS
A concepção deste estudo, retrospectivo, foi aprovada pelo Comitê de Ética e
Pesquisa em Humanos da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC
Minas) Belo Horizonte, Brasil (CAAE: 88070617.8.0000.5137) (ANEXO A).
5.1 Amostra
A amostra utilizada é oriunda do banco de dados do programa de
pós-graduação em Ortodontia da PUC Minas. Para cálculo amostral utilizou os
resultados de um estudo piloto, realizado com 13 pacientes. Considerando um poder
de 80% e significância de 5% e um effect size de 1 (desvio padrão de 1,5 mm). O
desfecho primário considerado foi o deslocamento distal dos primeiros molares
superiores permanentes, requerendo uma amostra de 16 pacientes, foram utilizados
8 do sexo feminino e 8 do sexo masculino.
Todos os pacientes atendiam aos critérios de inclusão (Fig. 2):
a) diagnóstico inicial de má oclusão Classe II, com retrognatismo mandibular
e/ou hiperplasia maxilar;
b) tratamento realizado com aparelho extraoral com tração combinada (AEC);
c) faixa etária entre 12 a 16 anos no momento do tratamento;
d) fase de dentadura permanente;
e) possuir dois tempos de TCFC e modelos em gesso, um imediatamente
antes do tratamento e outro após, com um intervalo de 12 meses entre
eles.
Foram determinados os seguintes critérios de exclusão:
a) portadores de síndromes, fissuras, deformidades dentofaciais e disfunção
temporomandibular;
b) pacientes com histórico de tratamento ortopédico;
c) indivíduos e responsáveis que não concordaram com o termo de
assentimento livre esclarecido.
44
Figura 2: Documentação inicial do paciente
Legenda: A-C) Fotografias extraorais. D-F) Fotografias intraorais.
Fonte: Oliveira (2019)
5.2 Protocolo de tratamento para o aparelho extraoral combinado
O protocolo de tratamento foi descrito por Oliveira 2019. Um tubo triplo, da
American Orthodontics® (Sheboygan, WI, EUA), foi soldado a um anel da mesma
fabricação e cimentados nos primeiros molares superiores, com cimento resinoso
dual da marca 3M® (Campinas, São Paulo). Na mesma sessão, o arco externo ligado
por tracionadores médios ao casquete de tração parietal e cervical, todos da marca
Morelli® (Sorocaba, São Paulo), foram adaptados e instalados. Com auxilio do
dinamômetro, Morelli® (Sorocaba, São Paulo), padronizou-se a força com ativação de
0,3kgf na tração cervical e 0,35kgf na tração parietal, durante todo o tratamento. Os
pacientes foram orientados ao uso diário de 16 a 20 horas por dia, com consultas
mensais durante 10 meses, para acompanhamento e ativação. A finalização da
ativação só foi efetuada com a correção da relação de Classe II dentária (OLIVEIRA,
2019) (Figs. 3 e 4).
45
Figura 3: Aparelho extraoral com tração combinada instalado
Legenda: A-B) Fotografias extraorais do paciente usando o AEC.
Fonte: Oliveira (2019)
Figura 4: Documentação final do paciente
Legenda: A-C) Fotografias extraorais. D-F) Fotografias intraorais.
Fonte: Oliveira (2019)
5.3 Aquisição do exame tomográfico
Os exames foram realizados em dois momentos, antes da instalação do
aparelho (T0) e 12 meses após o primeiro (T1), com o tratamento já finalizado. Todos
46
os exames foram feitos no mesmo aparelho, no tomógrafo i-CAT® (Imaging Sciences
International, Hatfield, Pennsylvania, EUA) com FOV (Field of View) de crânio
estendido 23 cm x 17 cm, voxel de 0,3 mm3, 36,90 mA, 120 kV e tempo de exposição
de 40 segundos, gerando os arquivos DICOM (Digital Imaging and Communications
in Medicine). Todos os arquivos DICOM foram convertidos para a extensão “.gipl”,
utilizando o software ITK-SNAP 2.4®. Para a reconstrução 3D, os exames em “.gipl”
foram segmentados, de forma automática, no 3Dslicer 4.8® e ajustados manualmente
no ITK-SNAP 2.4®. A partir da segmentação foi gerado o arquivo “.stl”
(stereolithhography) da reconstrução 3D da maxila.
5.4 Aquisição do modelo intraoral digital
Os modelos odontológicos digitais em extensão “.stl” foram obtidos através da
digitalização de modelos de gesso, realizados no mesmo momento da aquisição das
TCFC, Mt0 (modelo intraoral inicial) e Mt1 (modelo intraoral final). A digitalização foi
feita no scanner de bancada de luz Smart Optical 3D Scanner® (Open Technologies,
Rezzato, Itália), seguindo as orientações do fabricante.
5.5 Padronização entre tomografia e modelos digitais
5.5.1 Orientação da tomografia no espaço
Para que os componentes direcionais do espaço fossem os mesmos para
todos os pacientes, os exames T0 foram posicionados, dentro do 3DSlicer 4.8®
obedecendo ao mesmo sistema de coordenadas cartesianas descrito por Vilefort
2018 “[...] o plano axial foi determinado pelos pontos Pórion esquerdo e direito e pela
mediana dos pontos orbital direito e esquerdo; o plano sagital passou pela crista galli
e pelo ponto médio da curvatura anterior do forame magno; e o plano coronal
tangenciou o tuberculum da sela túrcica.” (VILEFORT, 2018) (Fig. 5). O posterior
registro de T1 em T0, no CNP e SPM e RP, transcreve essa orientação para o exame
pós-tratamento.
47
Figura 5: Orientação padronizada do crânio
Legenda: Orientação do crânio A) Vista frontal. B) Vista superior. C) Vista lateral.
Fonte: Vilefort (2018)
5.5.2 Sobreposição dos modelos na tomografia
O modelo digitalizado da arcada superior foi importado para o 3DSlicer 4.8®,
junto aos arquivos da TCFC. Foram identificados na reconstrução 3D da maxila da
TCFC três pontos em dentes, com distribuição mais espaçada possível entre eles e
em superfície livre de artefato. Os mesmos pontos foram identificados no modelo
intraoral, para o registro do modelo na tomografia, por concordância de pontos (Fig.
6). Após esta sobreposição, realizada pelo software, foi feito uma conferência visual
da coincidência do contorno do arquivo do modelo, com imagem dos dentes, contida
nas reconstruções ortogonais da TCFC. Quando necessário, foi feito alterações com
rotação e translação, para refino desse registro (Fig. 7). Ao fim desta etapa os
arquivos se apresentavam:
a) T0 orientado;
b) reconstrução 3D de maxila de T0 orientado;
c) Mt0 registrado no T0 orientado;
d) T1 original;
e) reconstrução 3D de maxila de T1 original;
f) Mt1 registrado no T1 original.
A. B. C.
C.
48
Figura 6: Sobreposição do modelo na tomografia pela identificação de pontos
Legenda: A) Identificação dos pontos na reconstrução 3D da tomografia para sobreposição.
B) Identificação dos pontos no modelo digitalizado para sobreposição. C-D) Sobreposição do modelo
digitalizado na reconstrução 3D da tomografia.
Fonte: Elaborada pela autora
A
C
B
D
49
Figura 7: Visualização da sobreposição dos modelos nas reconstruções
ortogonais
Legenda: A) Reconstrução axial com o contorno da superfície do modelo digital sobreposto.
B) Modelo digital sobreposto na reconstrução 3D da tomografia. C) Reconstrução sagital com o
contorno da superfície do modelo digital sobreposto. D) Reconstrução coronal com o contorno da
superfície do modelo digital sobreposto.
Fonte: Elaborada pela autora
5.6 Registro regional utilizando o canal nasopalatino e sutura palatina mediana
a) aproximação das tomografias (best-fit): os dois exames, T0 e T1, foram
abertos simultaneamente no 3DSlicer 4.8®, através de movimentos de
translação e rotação, por visualização e comandos do operador. O exame
T1 foi sobreposto a T0, considerando uma melhor coincidência visual do
CNP e sutura palatina mediana (Fig. 8);
b) segmentação da região de interesse: no ITK- SNAP 2.4® a região de
interesse foi demarcada com cor, em todos as reconstruções das
tomografias. Para o CNP levou em consideração toda sua extensão entre
a abertura oral e nasal, com as corticais e luz. A região da sutura palatina
A B
C D
50
mediana foi delimitada lateralmente e na vertical pela largura e altura do
CNP, respectivamente. Para posterior estendeu ate a sutura palatina
transversa (Fig. 9);
c) registro em voxel: com as regiões destacadas, nos dois exames, realizou o
registro em nível de voxel, de forma automática o software 3DSlicer 4.8®
identificou as regiões com combinações iguais de densidades de voxel e
as sobrepôs (Fig. 10);
d) registro dos modelos: o registro em voxel gerou uma matriz matemática
individual, que decodificava as alterações espaciais sofrida pelo T1 ao ser
registrado no CNP e SPM do T0. Essa matriz foi aplicada ao Mt1,
aplicando o registro do CNP e SPM para o modelo intraoral. (Fig. 11).
Legenda: A-B) Tomografia T1, em posição original, sobreposta em T0 orientada. C-D) Tomografia T1
após aproximação manual sobreposta em T0 orientada.
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 8: Aproximação da tomografia de T1 em T0
A C
B D
51
Figura 9: Segmentação da região de interesse, canal nasopalatino e sutura
palatina mediana
Legenda: A) Segmentação do CNP e SPM na reconstrução axial, limites laterais e posterior. B)
Segmentação do CNP e SPM na reconstrução sagital, limites verticais e posterior. C) Reconstrução
volumétrica da região segmentada. D) Segmentação do CNP e SPM na reconstrução coronal,
limites laterais e verticais.
Fonte: Elaborada pela autora
A
C
B
D
Figura 10: Registro em nível de voxel da tomografia T1 em T0,
para canal nasopalatino e sututa palatina mediana
Legenda: A-B) Tomografias T0 e T1 sobrepostas e aproximadas. C-D) Tomografias T0 e
T1 registradas em nível de voxel.
Fonte: Elaborada pela autora
posterior.
C) Reconstrução volumétrica da região segmentada. D) Segmentação do CNP e rafe
palatina no corte coronal, limites laterais e verticais.
Fonte: Elaborada pela autora
A
B
C
D
52
Figura 11: Registro do modelo T1 em T0, para canal nasopalatino e sutura
palatina mediana
Legenda: A-B) Modelo vermelho T0 orientado e modelo verde T1 na posição original. C-D) Modelo
vermelho T0 orientado e modelo verde T1 registrado no CNP e SPM de T0.
Fonte: Elaborada pela autora
5.7 Registro regional utilizando a base do crânio
O registro regional utilizando a BC foi descrito por Oliveira 2019 e segue o
mesmo padrão do registro em CNP e SPM (OLIVEIRA, 2019):
a) aproximação das tomografias (best-fit): considerando uma melhor
coincidência visual da região anterior da BC;
b) segmentação da região de interesse;
c) registro em voxel.
A
C
B
D
A B
C D
53
5.8 Registro regional utilizando as rugas palatinas
a) delimitação da região: nos modelos intraorais T0 e T1 foram identificados os
mesmos 8 pontos: extremo mesial da segunda e terceira ruga dos dois lados,
ponto médio entre o extremo mesial e distal da terceira ruga dos dois lados,
ponto mais posterior da papila incisiva e a rafe na região da ruga mais
posterior. Para que o registro fosse feito por superfície, e não por pontos, foi
determinada uma região de interesse (Region of Interest, ROI) a partir dos
pontos, como descrito por Anacleto e Souki, em 2019. Para os pontos no plano
médio foi configurado um raio de 15 camadas de triângulos, para os pontos na
ruga 30 camadas de triângulos (ANACLETO; SOUKI, 2019). Essa região de
interesse estendeu para a malha de triângulos envolvendo a segunda e
terceira ruga dos dois lados, parte da papila incisiva e da rafe, aumentando a
chance de concordância e confiabilidade da sobreposição (Fig. 12). De forma
automatizada pelo software o modelo T1 foi registrado sobre o modelo T0;
b) registro das tomografias: após o processamento foi gerado uma matriz
matemática individual, que decodificava as alterações espaciais sofrida pelo
Mt1 ao ser registrado na RP do Mt0. Essa matriz foi aplicada a tomografia T1,
aplicando o registro de rugas para o exame de TCFC (Fig. 13).
Ao fim desta etapa os arquivos se apresentavam:
a) Mt1 registrado na RP do Mt0;
b) T1 registrado na RP do Mt0.
5.9 Mensurações das movimentações dentárias na tomografia
Utilizando o 3DSlicer 4.8®, nos exames tomográficos T0 orientado, T1
registrado no CNP e SPM e T1 registrado na ruga foram identificados os mesmos três
pontos: cúspide mésio vestibular do dente 16 e 26 (Fig. 14) e ponto médio na incisal
do dente 11 (Fig. 15). Foi mensurado, entre o T0 e T1 para os dois registros, a
distância tridimensional e nos componentes direcionais dos pontos equivalentes,
além da distância entre os pontos 16 e 26.
54
Figura 12: Delimitação nos modelos da região de interesse para sobreposição
pelas rugas palatinas
Legenda: A) Identificação dos pontos na ruga palatina. B) Região de interesse para registro em
superfície determinado pelos pontos
Fonte: Elaborada pela autora
5.10 Mapas de códigos de cores
Para todos os pacientes foram gerados dois mapas por códigos de cores, um
para cada registro. Os mapas são entre o modelo intraoral inicial e final. No 3DSlicer
4.8® o operador associa uma escala de cor a um intervalo de distância, o software
calcula a distancia entre os dois modelos e demonstra a superfície com a cor da
distância encontrada (Fig. 16). A análise dos dados foi feita de forma qualitativa.
5.11 Análise estatística
A análise estatística, das mensurações nas tomografias, foi realizada através
do software estatístico SPSS® (versão 21.0; SPSS, Chicago, IL, EUA). A análise
exploratória das variáveis apresentou uma distribuição normal, de acordo com o teste
Kolmogorov-Smirnov. Para comparação entre a diferença dos métodos utilizou o
teste t, partindo do pressuposto de que a amostra é pareada.
A B
55
Figura 13: Registro do modelo T1 em T0, para rugas palatinas
A
C
B
D
Legenda: A-B) Modelo vermelho T0 orientado e modelo verde T1 na posição
original. C-D) Modelo vermelho T0 orientado e modelo verde T1 registrado na ruga
palatina de T0.
Fonte: Elaborada pela autora
56
Figura 14: Identificação do ponto 16 na tomografia
Legenda: A) Cúspide mésio vestibular do dente 16 na reconstrução axial. B) Cúspide mésio
vestibular do dente 16 na reconstrução 3D. C) Cúspide mésio vestibular do dente 16 na
reconstrução sagital. D) Cúspide mésio vestibular do dente 16 na reconstrução coronal.
Fonte: Elaborada pela autora
A
C
B
D
57
Figura 15: Identificação do ponto 11 na tomografia
Legenda: A) Ponto médio da incisal do dente 11 na reconstrução axial. B) Ponto médio da incisal
do dente 11 na reconstrução 3D. C) Ponto médio da incisal do dente 11 na reconstrução sagital.
D) Ponto médio da incisal do dente 11 na reconstrução coronal.
Fonte: Elaborada pela autora
A
C
B
D
58
Figura 16: Mapas por códigos de cores
Legenda: A) Mapa por códigos de cores do registro no CNP e SPM.
B) Mapa por códigos de cores do registro na ruga palatina.
Fonte: Elaborada pela autora
A
B
59
6 ARTIGO CIENTÍFICO 1
Nasopalatine canal and median palatine suture, an alternative region for
the regional registration of the maxilla in CBCT studies
Artigo formatado de acordo com as normas do The Angle Orthodontist
(Qualis A2). Normas para submissão de artigos podem ser visualizadas no endereço
eletrônico: http://www.angle.org/page/submit
60
Nasopalatine canal and median palatine suture, an alternative region for the
regional registration of the maxilla in CBCT studies
Adriana Alkmim de Sousaa; Emanuelle de Fátima Ferreira Oliveiraa; Ildeu Andrade
Jr.b; Bernardo Quiroga Soukib
aPhD Student, Graduate Program in Dentistry, Pontifical Catholic University of Minas
Gerais, Belo Horizonte, Brazil.
bAssociate Professor, Graduate Program in Dentistry, Pontifical Catholic University of
Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil; and Private Practice, Belo Horizonte, Brazil.
Mailing address:
Bernardo Quiroga Souki
Av. Dom José Gaspar 500 – Coração Eucarístico
Belo Horizonte – MG – Brazil - CEP 30535-901
Phone: +55 31 3319-4414
Email: souki.bhe@terra.com.br
61
ABSTRACT
Objective: To validate the nasopalatine canal region (NPC) associated with the
median palatine suture (MPS) as a reference for maxilla volumetric regional
superimposition in Cone-Beam Computed Tomography (CBCT) studies. Material and
Methods: The initial and final records of 16 Class II/1 patients treated using the
combination headgear appliance were used. Image was carried out using
open-source software. Pre-treatment (T0) plaster model were scanned and
superimposed on the same time-point CBCT based on the best fit of the teeth outline.
The post-treatment (T1) CBCT scan was manually approximated T0 scan, followed by
the voxel-based registration in the region of interest (NPC and raphe). The registration
matrix between the CBCT scans was applied to the plaster models. For comparison
with the gold-standard method, the T0 and T1 models were also registered in the
palatal rugae. Point-to-point measurements of the differences between T0 and T1
models using the three-dimensional directional components (anteroposterior, vertical
and lateral) of teeth 3, 8 and 14. Color-coded maps were generated between the initial
and final registered models. Results: All the means of the differences between the
two measures were within a clinically acceptable range, varying in the
anterior-posterior direction between 0.44 mm, for the tooth 3, and 0mm, for the 8. Only
the lateral displacement of the tooth 8 showed a significant difference (p < 0.05)
between the methods. Qualitatively, the color code maps showed similarity between
the techniques. Conclusion: Registration with NPC and MPS can be used as an
alternative for maxilla regional registration with CBCT.
KEYWORDS: Jaw Relation Record; Software; Malocclusion; Angle Class II; Extraoral
Traction Appliances; Orthodontics, Interceptive; Imaging, Three-Dimensional.
62
INTRODUCTION
Regional maxillary superimposition is frequently used in orthodontics in studies
involving dental displacements of the maxillary teeth as the dentoalveolar changes
within that arch. In the traditional cephalometric two-dimensional method, the use of
the palatal plane, as well as of the inner contour of the palatal roof have been
advocated.1 However, in the past decade, with the increasing use of cone beam
computed tomography (CBCT) for the craniofacial studies, new references for the
three-dimensional volumetric superimposition were needed.
For maxillary regional analysis, the knowledge generated by the classical
studies with implants by Björk (1966) are gold standard.2 Ruellas et al. (2016) studied
the use of the maxillary arch region as a region of interest for the maxillary regional
superimposition, but as the cranial facial growth has transverse vectors, it makes the
lateral extension of the superimposed region usless.3
Described by Shailaja et al. (2018), as the most stable structure in mouth,
palatal rugae (PR) are used in forensic identification and as markers in research, to
evaluate maxillary dental alteration.4,5 When the necessity and availability of the
sample is only CBCT, it is not possible to use PR in the methodology. Analysis in
CBCT for soft tissue is restricted and is not practicable in PR representing. Easily
identified in the CBCT, the nasopalatine canal (NPC) is described with variability in
shape and dimension, with no significant difference when comparing age and even
the loss of maxillary incisors, suggesting stability.6 The use of NPC, as a regional
reference to registrations in the maxilla, has not been explored yet in the literature. Its
small dimensions can be an adverse factor. Extending the registration region to the
internal structures of the palate eliminates possible bias.1
This study aims to validate the use of NPC associated with MPS, as a region
for maxillary regional volumetric registration.
MATERIALS AND METHODS
Sample
This retrospective study was approved by the Ethics and Research Committee
of the Pontific Catholic University of Minas Gerais (PUC Minas). After a pilot study, the
sample calculation considered a power of 80% and a significance of 5%,
recommending 16 patients. All patients had been diagnosed with Class II
malocclusion and treated with combined headgear appliance (CHA). They had CBCT
63
and plaster models before and after treatment (with an interval of 12 months between
them) and all of them were between 12 and 16 years old, during the treatment period,
and had permanent dentition. Were excluded: patients with syndromes, fissures,
dentofacial deformities and temporomandibular disorders; patients with a history of
orthopedic treatment and those who did not comply the informed consent form. The
entire process of preparing and analyzing the images was carried out using
open-source software: ITK-SNAP 2.4® and 3DSlicer 4.8®.
Image acquisition and preparation
The CBCT exams had been taken immediately before the installation of the
CHA (T0) and 12 months after the first one (T1), with the treatment already
completed. The DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) images
were captured by an i-CAT® scanner (Imaging Sciences International, Hatfield,
Pennsylvania, USA) with FOV (Field of View) 23 cm x 17 cm voxel of 0.3 mm3, 36.90
mA, 120 kV and 40 seconds of exposure time. Plaster models were made at the same
day as the CBCT, and digitalized with a Smart Optical 3D Scanner® (Open
Technologies, Rezzato, Italy).
Using 3Dslicer 4.8®, the T0 scans were oriented according to the Cartesian
coordinate system described by Vilefort 20187. The directional components were the
same for all patients. The digitized models were positioned in their respective CBCT
(Figure 1).
Regional volumetric superimpositions in nasopalatine canal and median
palatine suture
To improve and to facilitate the voxel-based registration, in 3DSlicer 4.8®, the
T1 exam was manually approached to the T0, considering the best-fit of the NPC and
MPS. In ITK-SNAP 2.4®, the region of interest was marked with color in all slices of
the CBCT scans. For NPC was all its extension, between the oral and nasal opening,
with the cortical. The MPS region was delimited laterally and vertically by the width
and height of the NPC. For posterior it extended until the transverse palatal suture
(Figure 2). With the regions highlighted, in the two exams, the 3DSlicer 4.8®
automatically do the register by voxel. The voxel record generated an individual
mathematical matrix, which decoded the spatial changes of T1 when registered in T0
NPC and palate raphe. This matrix was applied to the T1 model.
64
Surface registration in palatal rugae
In initial and final intraoral models, eight points were identified: for both sides
mesial end of the second and third rugae and midpoint between the mesial and distal
end of the third rugae, the most posterior point of the incisive papilla and the raphe in
the region of the last rugae. To register the models by surface and not by points, a
region of interest was determined around the points, as described by Anacleto and
Souki, in 2019.8 For the points in the middle plane, a radius of 15 layers of triangles
was configured for the points in the rugae 30. This region of interest extended to the
mesh of triangles involving the second and third rugae on both sides, part of the
incisive papilla and the palatal raphe (Figure 3). Automatically, using the 3DSlicer
4.8®, the T1 model was registered on the T0. The matrix generated with the
registration in the model's rugae was applied to T1 CBCT scan.
Measures of tooth movements on tomography
Using 3DSlicer 4.8® on tomography T0, T1 registered by CNP and MPS and T1
by rugae the following points were identified: mesiobuccal cusp of tooth 3 (Figure 4)
and 14 and incisal edge of 8. The measures between equivalent points of T0 and T1,
for the two registers, were made in three-dimensional distance and the directional
components.
Color maps
Two color maps were generated for all patients, one for each methodology. In
3DSlicer 4.8®, the operator associates a color scale with a distance range. The
software calculates the distance between the initial and final models and shows the
surface with the corresponding color (Figure 5 and 6).
Statistical analysis
Statistical analysis of CBCT scans measures was performed using the SPSS
software (version 21.0; SPSS, Chicago, IL, USA). The exploratory analysis of the
variables showed a normal distribution according to the Kolmogorov-Smirnov test. To
compare the difference of the methods, the paired t-test was used. Color coded maps
were evaluated qualitatively.
65
RESULTS
All the analysis were performed between the two time point records (before
treatment and after) with both registration methodologies and then, compared. In the
CBCT were measured the displacement of teeth 3, 8 and 14, in the directional
components (X, Y and Z) and in the 3D displacement, Euclidean distance. On the X
axis displacement to the right (positive numbers) or to the left (negative numbers). On
the Y axis, for anterior when positive and posterior when negative. In the Y axis,
intrusions are positive and extrusions are negative. The analysis of color maps is
qualitative, made through visual interpretation.
Quantitative analysis
The sample showed a normal distribution, with exploratory analysis of means
and standard deviation for each method, described in Table 1. In both methods, tooth
3 moved to the right in a direction of expansion, a mean of 1.07 mm (NPC and MPS)
and 0.93 mm (PR). As well, the tooth 14 also expanded with results of moving to the
left on the X axis. Distalization of molars can be observed when all means of the Y
axis were negative. The vertical control on the molars and incisor showed a small
extrusion, with a greater mean of 0.58 mm, in the rugae register for tooth 14. The
means and standard deviation in the 3D displacement were very similar in the
methods. In the X axis of tooth 8, there was a divergence of direction and an identical
mean that indicates a minimum buccal displacement of 0.12 mm.
Table 2 is a comparison between the differences in methods. All means were
fraction of millimeters, less than 1mm. Standard deviation ranged between 0.43mm
and 1.17mm. When the p-value is greater than 0.05, it concludes that there is an
agreement between the methods and no significant difference. The concordance was
not recognized only for the X axis of tooth 8.
Qualitative analysis
The color code maps registered in the NPC and MPS showed an agreement in
the rugae region, but with greater variation of colors in general palate when compared
to those registered in the palatal rugae (Figure 5 and 6).
66
DISCUSSION
One of the purposes of dentistry research is to validate, contest and compare
clinical practices. Failed, poor and non-validated methods result in conclusions with
the same characteristics. The methodology is a determining factor for the legitimacy of
the work and consistency of the treatment protocol. This investigation was intended to
reinforce the basis of this process. In Orthodontic research, the measurement of
dental and skeletal changes during treatment and growth is recurrent.1,9 Imaging
exams and dental models are normally used. For imaging exams, the CBCT leads the
studies, while intraoral scans still share space and opinions with plaster models.10,11
To compare two moments of an anatomical structure or region, previously validated
measures should be chosen as a reference for superimpsotion. The choice of which
region to use must be made with caution and groundwork, also considered in the
interpretation of the results. The evolution of the clinical practices requires an update
of scientific methods and validating a new region for volumetric registration of the
maxilla in CBCT has become necessary.
The anatomical reference always must be stable, easy to identify in the exam
and close to the object of study. PR has roles not yet well defined in mastication,
swallowing and phonation. They are located in the anterior region of the hard palate,
posterior to the incisive papilla. They can differ in size, quantity, shape, orientation,
agglomeration and prominence. The great variation generates a unique combination
for each person.5,12 Because of individuality and stability throughout life, they are used
to identify people. More than a forensic tool, the PR has also been used as a
reference for quantifying maxillary dental changes.5,13 Simmons, Moore and Erickson
in 1987; Almeida et al. in 1995 and Christou and Kiliaridis in 2008 followed the
morphology of the PR in growing patients with a consensus that the changes found
are consistent with the bone growth pattern. Almeida et al. in 1995 and Christou and
Kiliaridis in 2008 define the stability of the medial region. Christou and Kiliaridis in
2008 still agree with a conclusion already mentioned of the third rugae as the most
indicated marker.14-16 In 1996, Bailey, Esmailnejad and Almeida confronted two
groups of adult patients, separated by the need for orthodontic treatment with and
without extraction of two maxillary bicuspid. The work identified changes in isolated
spots, preserving the lateral and medial ends of the third rugae, agreeing with
Christou and Kiliaridis in 2008.9,16 Surrounded by caution and applied to the
appropriate situation, the use of PR as a marker is accepted and disseminated in the
67
literature. When the necessity and availability to the sample is only CBCT, it is not
possible to use PR in the methodology. The structure of the PR, keratinized
epithelium, makes the analysis in tomographic scans impracticable.17 With the
purpose to validate a region in the maxilla, for regional registration with CBCT, the PR
was the method of comparison used. All models were digitalized, so they could be
digitally associated with the same time point CBCT’s. The surface method of
superimpsotion was chosen, since voxel based registration it is not possible with
digital models, and using individual landmarks is less reliable.18 The region of interest
for registration was the one described in the literature as the most stable, third rugae
and mesial of the second.16 An extension to the incisive papilla and palatal raphe was
intended for three-dimensional stability. The use of 3Dslicer® allowed the models to be
superimposed on the CBCT and transposed the model’s surface registration for this
exam.
For maxillary analysis, the implants proposed by Björk are gold standard, but
have ethical implications.2 Ruellas et al. (2016) proposed two regions of registration in
maxilla with lateral limits, even the zygomatic.3 Both regions showed similar results
and good reproducibility. When analyzing adult patients, the references used are
acceptable, but a large portion of the samples are concentrated on young patients.
The cranial facial growth has a transverse vector that generates a lateral growth on
the individual's face. Any reference that covers both sides may be impracticable. An
ideal maxilla reference should be static during growth and treatment, located in the
middle plane, close to the alveolar process and with good representation in the CBCT,
matching with the results in CNP.
Next to the palatine rugae, in bone, there is the NPC, making the connection
between the nasal cavity and the palate. Easily to identify in the CBCT, the path
between the two ends contains a fibrous connective tissue, small salivary glands, the
sphenopalatine artery and the nasopalatine nerve.19 Anatomical studies for the NPC
demonstrate variability in shape and dimension, with no significant difference when
comparing age and the maxillary incisors lost. In the current literature, discussions
involving NPC are within the fields of Pathology and Implantology. Proximity with the
implant is considered a condition of failure.19,20 For studies in Orthodontics, no work
involving NPC in the methodology was found. The average length of the canal, found
by Nasseh, Aoun and Sokhn (2017), was 11.52 mm, a relatively small structure. In
anatomical studies, a large part of the population is classified with its cylindrical
68
shape.6 The symmetry of the structure can generate different regions with very similar
voxel densities. The small extension limits the possibilities for combinations.
Extending the registration region was a solution to overcome this confounding factor
and to provide greater translation and rotation stability. McNamara proposed, in 1981,
the use of the internal structures of the palate for overlapping cephalometric
radiographs.1 Associating NPC with the region of the nearby MPS increases the
registration capacity.
There are three ways of superimposing three-dimensional records: by
coincident reference points, surface and voxel registration. The use of points was
considered the least reliable. For surface, an adequate quality of the
three-dimensional surface is required. The voxel record has the least variability.18 For
the methodology of rugae in digital model, the surface register was chosen and for the
NPC and MPS the voxel one. The voxel record identifies the corresponding area in
the other exam with the same gray scale values. The best-fit of exams, with a visual
agreement made by the examiner, improves the accuracy of the process. The other
part is done in a fully automated way.18 Several medical image analysis software has
the functionality of superpositing scans. In this study, it was used the ITK-SNAP 4.2®
and 3Dslicer 4.8®, open-source. Despite requiring specific training and not having a
friendly interface, these software have no restrictions for use and cost. Together, they
have modules that allow voxel registration in adults and growing patients, besides
superposition based on points and coincident surfaces. Measurements can also be
taken of Euclidean displacement, directional components (X, Y and Z) and angles in
the three perspectives (pitch, roll and yaw). It is also possible to carry out qualitative
analyzes, by projecting changes in color-coded maps and visualizing the
superposition of 3D models. The use of these software makes this type of study
complete, reliable and accessible.
The validation of a maxilla structure is necessary to evaluate Orthodontic
changes. Only the effect on the teeth, without the sum of the orthopedic effects and
growth. For correction of Class II malocclusion, extra oral anchorage substantially
directs the growth of the jaws.21 For the CHA, the clockwise rotation of the palatal
plane is the association between bone and dental displacement. The greatest
maxillary dental effect is concentrated on the molars. The distalization and extrusion,
registered through the NPC and MPS, agree with the description effects of the device
in the literature.22-24 The results found by Oliveira in 2019, who used the CB registry,
69
describe a lower maxillary displacement, with an average molar extrusion of 1.03mm.
The average extrusion in the CB recorded was higher than those described in Table 1,
suggesting that the measurements of the record in NPC and MPS are isolated,
without the sum of bone movement. The distalization of these teeth had close results
to that of the CB record. The maxillary distalization, described by Oliveira in 2019, is
very small (0.8 mm in the anterior nasal spine and 0.33 in the incisive foramen),
statistical analyzes should be necessary to assess the significance of the dissociation
movements.24 The registration in PR is also isolated from bone changes. When
comparing the NPC record and MPS to the PR, the results were very close. The only
measure that showed a significant difference between the methods was the X axis on
tooth 8 (Table 2). Studies using a sample with more significant and discrepant bone
and dental changes may corroborate the current findings. Dental changes are
statistically equal to the gold standard, PR, when studying vertical and antero
posterior control. The voxel-base registration in NPC and MPS brought consistent
results based on the previous literature. As all methods, the volumetric record at NPC
and MPS should be used with caution and considered in the interpretation of the
results.
CONCLUSION
The registration with NPC and MPS can be used as an alternative to the
regional registration of the maxilla with CBCT scans.
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors would like to acknowledge the CAPES and FAPEMIG for their financial
support.
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72
FIGURES Figure 1 - Superposition of intraoral models in the CBCT. (A) Axial slice with the red
surface contour of the digital model superimposed. (B) Digital model (red)
superimposed on the 3D reconstruction of the tomography. (C) Sagittal slice with the
red surface contour of the digital model superimposed. (D) Coronal slice with the red
surface contour of the digital model superimposed.
A
C
B
D
73
Figure 2 – Marking of the region of interest, nasopalatine canal and median palatine
suture. (A) NPC and MPS in axial slice, lateral and posterior limits. (B) NPC and MPS
in the sagittal slice, vertical and posterior limits. (C) Volumetric reconstruction of the
marked region. (D) NPC and MPS in the coronal slice, lateral and vertical limits.
Figure 3 – Delimitation in intraoral models the region of interest for overlapping by
palatal rugae. (A) Identification of the points: both sides mesial end of the second and
third rugae and midpoint between the mesial and distal end of the third rugae, the
most posterior point of the incisive papilla and the raphe in the region of the last rugae
on the palatal crease. (B) Region of interest for surface registration determined by a
radius of 15 layers of triangles in middle plane points and 30 for the points in the
rugae.
A
C
B
D
A B
74
Figure 4 - Identification of tooth 3 on tomography. (A) Mesiobuccal cusp of tooth 3 in
axial slice. (B) Mesiobuccal cusp of tooth 3 in 3D reconstruction. (C) Mesiobuccal
cusp of tooth 3 in sagittal slice. (D) Mesiobuccal cusp of tooth 3 in coronal slice.
A
C
B
D
75
Figura 5 - The color code maps registered in the NPC and MPS for all patients.
76
Figura 6 - The color code maps registered in the palatal rugae for all patients.
77
Table 1. Exploratory analysis of means and standard deviation, for each method, described Tooth Component Registration region Mean
(mm) Standard deviation (mm)
3 X NPC and MPS 1.07 0.95
PR 0.93 1.09
Y NPC and MPS -2.17 1.53
PR -1.72 1.26
Z NPC and MPS -0.39 0.69
PR a -0.15 1.44
3D NPC and MPS 2.84 1.38
PR 2.64 1.26
14 X NPC and MPS -0.69 0.85
PR -0.93 0.97
Y NPC and MPS -1.55 1.20
PR -1.68 1.46
Z NPC and MPS -0.45 0.75
PR -0.58 1.16
3D NPC and MPS 2.18 0.99
PR 2.61 1.22
8 X NPC and MPS 0.22 0.42
PR -0.10 0.46
Y NPC and MPS 0.12 0.82
PR 0.12 0.61
Z NPC and MPS -0.27 0.52
PR -0.15 0.48
3D NPC and MPS 0.98 0.49
PR 0.85 0.33
Notes: 3. mesiobuccal cusp of the first upper right molar; 14. mesiobuccal cusp of the first upper left molar; 8. midpoint in the incisal of the right central incisor; X. mesial-lateral; Y. anterior-posterior; Z superior-inferior; (+). Rightward; forward; upward; (-). leftward; backward; downward; NPC. nasopalatine canal; MPS. Median palatine suture; PR. Palatal rugae.
78
Table 2. Comparison between the differences in methods Tooth Component Mean difference
(mm) Standard deviation (mm)
T-test
p value
3 X 0.13 0.98 0.387
Y 0.44 0.87 0.914
Z 0.24 1.08 0.819
3D 0.19 1.02 0.346
14 X 0.23 0.97 0.278
Y 0.12 0.93 0.369
Z 0.12 1.17 0.499
3D 0.42 0.80 0.860
8 X 0.32 0.54 0.033
Y 0.00 0.70 0.380
Z 0.11 0.75 0.522
3D 0.13 0.43 0.099
Notes: 3. mesiobuccal cusp of the first upper right molar; 14. mesiobuccal cusp of the first upper left molar; 8. midpoint in the incisal of the right central incisor; X. mesial-lateral; Y. anterior-posterior; Z superior-inferior; (+). Rightward; forward; upward; (-). leftward; backward; downward;
79
7 ARTIGO CIENTÍFICO 2
Skeletal and dental maxillary effects of the Class II malocclusion
treatment with combined headgear appliance
Artigo formatado de acordo com as normas do The Angle Orthodontist
(Qualis A2). Normas para submissão de artigos podem ser visualizadas no endereço
eletrônico: http://www.angle.org/page/submit
80
Skeletal and dental maxillary effects of the Class II malocclusion
treatment with combined headgear appliance
Adriana Alkmim de Sousaa; Emanuelle de Fátima Ferreira Oliveiraa; Ildeu Andrade
Jr.b; Bernardo Quiroga Soukib
aPhD Student, Graduate Program in Dentistry, Pontifical Catholic University of Minas
Gerais, Belo Horizonte, Brazil.
bAssociate Professor, Graduate Program in Dentistry, Pontifical Catholic University of
Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil; and Private Practice, Belo Horizonte, Brazil.
Mailing address:
Bernardo Quiroga Souki
Av. Dom José Gaspar 500 – Coração Eucarístico
Belo Horizonte – MG – Brazil - CEP 30535-901
Phone: +55 31 3319-4414
Email: souki.bhe@terra.com.br
81
ABSTRACT
Objective: To evaluate the skeletal and dental maxillary effects of the Class II
malocclusion treatment with combined headgear appliance (CHA). Material and
methods: Retrospective study with Cone-Beam Computed Tomography (CBCT)
acquired before (T0) and after treatment with CHA (T1), of 16 patients diagnosed with
Angle Class II malocclusion. CBCT T1 was registered in CBCT T0, by two
voxel-based registration methods. First, in the cranial base, to assess bone and dental
changes regarding this structure. Then, in the nasopalatine canal and median palatine
suture, as a regional maxillary superimposition, for isolated analysis of upper teeth
changes. Post-treatment measurements of the displacement in the directional
components (anteroposterior, vertical and lateral) were performed for both records.
Results: The entire maxilla showed a downward and posterior movement. The
maxillary recoil excess spatially annulled an isolated advance from point A and
incisor. The molar extrusion is a sum of the same direction effects. The molar
distalization is the most expressive effect, substantially dental. Conclusion: Class II
corrective effects for CHA are an association between bone and dental effects.
KEYWORDS: Malocclusion; Angle Class II; Extraoral Traction Appliances;
Orthodontics, Interceptive; Imaging, Three-Dimensional.
82
INTRODUCTION
Angle Class II malocclusion can be caused by dental and/or bone alteration in
both jaws.1,2 As a highly prevalent malocclusion, treatment protocols are diversified.
The cause, severity, age and cooperation of the individual are the main factors that
guide the choice of treatment. For growing patients, the interventions that shape and
reposition bone bases are highly applicable.3,4 With bone and dental effects, the
external anchorage is performed using an arm fixed in the upper first molars and
welded to an external arm, that can modify the traction site. The intention is to
distalize the maxillary structures to achieve a better interface with the mandible.5,6 The
different effects of the extraoral appliance are related to the locus of traction: cervical,
parietal or combined.7,8 Combined headgear appliance (CHA) is indicated for those
with increased anteroinferior facial height or vertical growth tendency. The growth
restriction is concentrated in the maxilla, with no effect or clockwise rotation of the
mandible.8,9
In clinical research, the analysis methodology of the effects of treatment can be
performed in several ways. For lateral radiographs, the American Board of
Orthodontics (ABO) recommends, for face analysis, the superposition using the
cranial base (CB) anterior region.10 This methodology is being applied in research
with Cone Beam Computed Tomography (CBCT).11,12 All movements found must be
interpreted as the study structure concerning CB, with no distinction of cause. For a
better understanding of the effects of CHA, bone base changes should be isolated
from the dental alterations. The maxillary regional superimposition excludes the bone
base movement, isolating the teeth’s. Superimpositions in the nasoplatine channel
(NPC), added to the median palatine suture (MPS), show similar results to those in
the palatal rugae, being an alternative for samples that do not have intraoral models,
only CBCT.13,14
This study aimed to measure maxillary changes in CBCT after treatment with
CHA, dissociating the bones from the dental by comparing the CB and NPC/MPS
superimpositions.
MATERIAL AND METHODS
This retrospective study was approved by the Ethics and Research Committee
of the Pontifical Catholic University of Minas Gerais (PUC Minas). The entire process
83
of preparing and analyzing the images was carried out using the open-source
software: ITK-SNAP 2.4® and 3DSlicer 4.8®.
Sample
The sample calculation, made after a pilot study, recommended 16 patients
(80% power, 5% significance and effect-size 1). All patients were 12 to 16 years old, 8
male and 8 female, with permanent dentition, diagnosed with Class II malocclusion.
They were treated with CHA and had CBCT from before and after treatment (with a
time interval of 12 months between them). The sample excluded patients with
syndromes, fissures, dentofacial deformities and temporomandibular dysfunctions,
patients with a history of orthopedic treatment and those who did not comply with the
informed consent form.
Treatment protocol
American Orthodontics® triple tube (Sheboygan, WI, USA) was welded to a ring
of the same manufacturer and cemented on the upper first molars, with 3M® dual resin
cement (Campinas, São Paulo). On the same day, the external arm, connected by
medium tractors to the parietal and cervical traction cap, all of the Morelli® brand
(Sorocaba, São Paulo), were adapted and installed. With the aid of the dynamometer,
Morelli® (Sorocaba, São Paulo), the strength was set with activation of 0.3kgf in
cervical traction and 0.35kgf in parietal traction, throughout the treatment. Patients
were instructed to use the appliance daily, from 16 to 20 hours a day, with scheduled
monthly appointments for 10 months, for follow-up and activation. The activation was
only finished with the correction of the Class II dental relationship.
Image acquisition
The CBCT exams were performed in two moments, immediately before the
installation of the appliance (T0) and 12 months after the first one (T1), with the
treatment already finished. All exams were made on the same equipment, an i-CAT®
scanner (Imaging Sciences International, Hatfield, Pennsylvania, USA) with a FOV
(Field of View) 23 cm x 17 cm, 0.3 mm3 voxel, 36.90 mA, 120 kV and exposure time of
40 seconds, generating DICOM multi-files (Digital Imaging and Communications in
Medicine). The DICOM files were converted to “.gipl” extension, using the ITK-SNAP
2.4® software. The “.gipl” were automatically segmented with 3DSlicer 4.8®, and
84
manually adjusted in ITK-SNAP 2.4®. The patients’ heads, in T0 exams, were
positioned according to the Cartesian coordinate system described by Vilefort 201815,
so that the directional space components were the same for all patients.
Voxel registration in cranial base
A trained operator manually approached the T1 exam to the T0, to obtain a
better visual coincidence of the CB. With the previous CB region highlighted by
segmentation, the 3DSlicer 4.8® automatically registered in voxel level. The software
identifies regions with very similar combinations of voxel densities and overlaps them.
After the registration, the following were identified in both CBCTs: mesiobuccal cusp
of the first upper right molar (point 3), midpoint in the incisal of the right central incisor
(point 8), anterior nasal spine (ANS), point A, incisive foramen (IF) and posterior nasal
spine (PNS). A line connecting ANS and PNS points represented the palatal plane.
Between the corresponding points of T0 and T1, the 3DSlicer calculated the distance
in the directional components (X, Y and Z, positive values in X are movements to the
right, forward in Y and up in Z, with the inverses being negative). The pitch angle
(projection on the sagittal plane, rotation around the X axis) between the initial and
final palatal plane was also measured.
Voxel registration in the nasopalatine canal and median palatine suture
The registration in NPC and MPS was performed similarly to that in CB. The
approach considered the coincidence between the NPC and the MPS. For the NPC,
the entire length between oral and nasal opening was highlighted, cortical and inside.
The region of the MPS was delimited laterally and vertically by the width and height of
the NPC, posteriorly until transverse palatal suture. After registration, points 3 and 8
were identified on tomography scans. Measurements were made between the
corresponding points, calculating the distance of the directional components X, Y and
Z.
Statistical analysis
The exploratory analysis of measurements on the CBCTs was performed using
the SPSS® software (version 21.0; SPSS, Chicago, IL, USA). According to the
Kolmogorov-Smirnov test, the sample had a normal distribution.
85
RESULTS
Bones and dental changes related to the cranial base
All skeletal-anatomical references presented a downward displacement
concerning the CB, with negative averages for the Z axis (ANS -0.87 mm, A -0.83 mm
and IF -0.84 mm). The control of the maxilla anteroposterior displacement was
noticeable observing the displacement of -0.33mm from the IF and -0.08 mm from the
ANS (Y axis). Only point A obtained a positive average in the same axis (0.14 mm).
The occlusal plane demonstrated an anticlockwise rotation (negative pitch) of 0.86°.
The molar distalized 1.75 mm (negative in Y axis), extruded 1.03 mm (negative Z axis)
and had a lateral displacement (X axis = 0.91 mm), in the direction of expansion. The
incisor retraction 0.25 mm (negative Y axis), extruded 1.08mm (negative Z axis) and
obtained an average mesial displacement of 0.01 mm (positive X axis) (Table 1).
Dental changes related to the nasopalatine canal
The molar distalized 2.17mm (negative Y axis), extruded 0.39mm (negative Z
axis), and had a lateral displacement of 1.07mm (positive X axis), in the expansion
direction. The incisor proclined 0.12mm (negative Y axis), extruded 0.27 (negative Z
axis) and obtained an average mesial displacement of 0.22 mm (positive X axis)
(Table 2).
DISCUSSION
Angle Class II correction, using the CHA, was a consequence of the maxilla
sagittal control growth and the permanent molars distalization. Therefore, the result is
a consequence of the association between bone and dental effects. For a better
understanding, it is necessary to identify them separately. In orthodontics clinical
research, to clarify therapies and growth, the overlapping and image exams
registration are common, always using an elected anatomical structure as a
reference.12 When two methodologies, using different anatomical references, were
applied to the same sample, the dissociation was possible, allowing a better
understanding of the treatment effects as a whole.
Introduced in the market in 2001, the CBCT stimulated the literature. The exam
brought more accurate methodologies and points of view that used to be
improbable.16 Studies with CBCT, which evaluate temporal changes comparing the
same individual, require a stable anatomical structure with good representation in this
86
exam. The choice of which structure or region to use must be made with caution and
fundamentals, and should also be considered at the interpretation of the results.12
Voxel registration in CB is the gold standard when bone stability is discussed for those
methodologies.10,11 Applying this kind of registration makes it possible to evaluate the
changes of the face structure relative to CB. In this study, the maxillary bone
changes were measured by displacement of point A, ANS, incisive foramen and
rotation of the palatal plane. For orthodontic changes, the averages found in the molar
and incisor are added to spatial changes of the maxilla in relation to CB, which occur
due to the growth and orthopedic effect of the therapy. For a dental analysis only,
another method was applied, changing the reference. A maxillary structure was
required, which remained stable in shape and also suffered spatial changes from the
orthopedic effect. A comparative study between methods suggests that the
registration in NPC, associated with MPS, shows similar results as the registration in
palatal rugae, already validated and used in the literature. The registration in NPC and
MPS applied in this study is an alternative for analysis of dental alteration in the
maxilla, isolated from the bone, in samples with CBCT.13
Class II correction extraoral forces control the transverse growth of the
maxilla.1, 3 The ANS, IF and tooth 3 negative displacement on the Y axis agrees with
the effects described in the literature, maxillary setback.8,9 The direction of the traction
creates different forces, which generate different indications. The low traction offers,
in addition to the setback, the extrusion of the maxillary molars, causing a clockwise
rotation of the mandible and a consequent height increase of the lower third of the
face.7,9 The high traction limits vertical growth and may intrude molars with a more
subtle distalization. 7,17 The patients in the sample received combined traction. Forces
are applied close to the center of tooth resistance, with the intention of distalizing the
molars with vertical control and no mandibular spin, or as little as possible.8
Considering the bone changes, the backwardness of the ANS and IF agrees
with the maxillary changes described in the literature.8,9,18 Due to the proximity
relationship that point A has with central incisors, this bone reference can be
influenced by tooth movements. Joho (1968) stated that changes found at this point
may not represent the real bone movements.19 Point A advanced 0.14mm on the Y
axis, in isolated dental analysis, tooth 8 moved in the same direction, with an average
of 0.12mm, suggesting a displacement together. When analyzed in the CB register,
the movement of the central incisor was added to the bone and was the opposite, with
87
a palatal movement of 0.25mm. The recoil in the anterior region of the maxilla is
effective with CHA when the bone movements are isolated from the teeth; it suggests
that the effect is only bone, even exceeding a contrary movement of the incisors
together with point A.
Rotation of the palatal plane is associated in the literature with vertical molar
control. The high traction allows an intrusion at the posterior region, increasing the
inclination of the palatal plane.17,20 For the combined traction, the direction force,
almost parallel with the occlusal plane, controls this type of movement, still allowing a
small extrusion.8,9 This relative stability can be observed in the small counterclockwise
rotation of the palatal plane, a reduction angle of 0.86°. Extrusion of the teeth is
observed, but with similarity when comparing the anterior and posterior region, a
discrepancy that does not favor a change of angulation. The lower displacement of
the molars was greater when adding the spatial changes of the maxilla. Vertical
growth is apparently not annulled. Comparative studies with a control group can
measure how much the intervention affects this component.
The molars’ distalization seems to be the outstanding effect, with higher
averages. The appearance of diastema in the anterior region, or crowding correction,
reinforces this evidence.6,21 Melsen, using metallic implants, reported these changes
as only dental.22 Studies to assess growth and displacement, with more strategic
bone references, should be performed. Transverse maxilla deficiency is commonly
associated with Class II, the observed expansion may be desired. Farret et al., in
2015, obtained better results in the correction with those patients who used external
traction associated with maxillary expansion, but the expansion effect of the isolated
appliances was not described.23
CONCLUSION
Class II corrective effects for CHA are an association between bone and dental
effects. Measurements in the anterior maxilla region suggest a sagittal control of the
anterior maxillary displacement. A discreet incisor and point A labial movement was
observed. In the molar region, the extrusion was caused by the combination of tooth
displacement, as well as the displacement of the maxilla regarding the cranial base.
The molar distalization was essentially dental. The expanding effects deserve further
elucidation.
88
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors thank CAPES and FAPEMIG for providing financial support for
this research.
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90
Table 1. Measurements for registration in cranial base
Reference Component Mean (mm)
3 X 0,91mm
Y -1,75mm
Z -1,03mm
8 X 0,01mm
Y -0,25mm
Z -1,08mm
ANS X 0,08mm
Y -0,08mm
Z -0,87mm
A X 0,00mm
Y 0,14mm
Z -0,83mm
IF X 0,29mm
Y -0,33mm
Z -0,84mm
Palatine plane
Pitch -0,86°
Notes: 3. mesiobuccal cusp of the first upper right molar; 8. midpoint in the incisal of the right central incisor; ANS. anterior nasal spine; A. point A; IF. incisive foramen X. mesial-lateral; Y. anterior-posterior; Z superior-inferior; (+). Rightward; forward; upward; clockwise; (-). leftward; backward; downward; anticlockwise.
Table 2. Measurements for registration in nasopalatine canal and median palatine
suture
Reference Component Mean (mm)
3 X 1,07
Y -2,17
Z -0,39
8 X 0,22
Y 0,12
Z -0,27
Notes: 3. mesiobuccal cusp of the first upper right molar; 8. midpoint in the incisal of the right central incisor; X. mesial-lateral; Y. anterior-posterior; Z superior-inferior; (+). Rightward; forward; upward; (-). leftward; backward; downward.
91
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A evolução clinica em Odontologia só ocorre devido ao suporte científico,
oferecido por trabalhos acadêmicos. De retorno, as novas ferramentas clínicas são
incorporadas as metodologias, com intuito de melhorar a confiabilidade do resultado.
A metodologia está em constante movimento, trabalhos que contribuem para este
propósito são de extrema importância para repercussão dos demais.
Esta tese de doutorado surgiu da necessidade de um registro regional maxilar
em TCFC. Reconheceu-se a demanda da validação de uma região anatômica segura
e confiável, que expressasse apenas alterações dentárias, sem interferências
ortopédicas, reprodutível em TCFC e que dispensasse um exame tomográfico
extenso, de difícil acesso e maior exposição a radiação. Foi proposto então o registro
em nível de voxel, utilizando o CNP. Para avaliação, o registro foi comparado a um
método já validado, o registro nas RP. A concepção do estudo esteve
substancialmente em torno da elaboração dos métodos. O processo de criação do
novo registro surgiu da observação de outros métodos, associação de técnicas,
aplicação na amostra, reconhecimento de falhas e aperfeiçoamento. Durante o
processo foi despertado a necessidade de estender o registro para além do CNP,
buscando uma melhor estabilidade espacial. A região da sutura palatina mediana foi
incorporada e o protocolo final definido como: registro em voxel pelo CNP e SPM.
Para comparação, o registro nas RP também precisou ser incrementado, a partir
daquele já proposto na literatura. O registro se restringia aos modelos digitais e
precisava ser transportada para TCFC, de forma que fosse utilizado com a mesma
ferramenta de estudo nos dois sistemas de comparação. Um estudo piloto, feito
durante o processo de desenvolvimento definiu uma amostra de 16 pacientes. Os
dois protocolos foram aplicados na amostra: 16 pacientes diagnosticados com má
oclusão Classe II e tratados com AEC. Todos possuíam TCFC e modelos em gesso
antes e após o tratamento, o que proporcionou a aplicação dos dois registros. O
registro por voxel do CNP e SPM trouxe resultados condizentes com a literatura
descritiva deste tipo de tratamento. As alterações dentárias são estatisticamente
iguais ao padrão ouro quando se estuda controle vertical e antero posterior.
Conclui-se que registro no CNP e SPM pode ser utilizado como uma alternativa para
o registro regional de maxila com TCFC. O aprimoramento e validação da técnica é
necessário. Otimizar o processo e torna-lo mais confiável é tangível e pode ser feito
92
em trabalhos a partir desta conclusão e protocolo.
Testado a viabilidade do registro, sua aplicação foi utilizada para melhores
esclarecimentos dos efeitos do AEC. A mesma amostra foi submetida ao registro em
BC, que possibilita a mensuração de alterações ósseas e as medidas em referencias
dentárias são o resultado da soma entre ósseas e dentárias. Quando se comparam
os dois registros é possível dissociar os efeitos ósseos dos dentários, entender a
repercussão de cada um e sua associação como resultado final. A melhor
compreensão da mecânica possibilita aperfeiçoamento e aplicação mais adequada.
Limitação do crescimento maxilar para anterior, recuo controlado da base óssea,
distalização e uma pequena extrusão dos molares foram os principais resultados,
todos condizentes com a literatura. Quando se compara a dissociação as médias
demonstram um movimento contrários dos incisivos, de pequeno avanço,
acompanhado pelo ponto A. O recuo interpretado como dos incisivos, descrito em
trabalhos anteriores, pode ser decorrência do movimento ósseo. Quando somados,
os efeitos o recuo compensa o pequeno avanço dos dentes, resultando na percepção
de recuo dos dentes. Na região posterior o deslocamento vertical das estruturas
apresentam a mesma direção, para inferior. Medias menores na extrusão isolada dos
molares relata uma soma entre movimentação óssea e dentária. A distalização dos
molares é o efeito mais expressivo, possivelmente dentário. Estudos, para avaliação
do crescimento e deslocamento, com referências ósseas mais estratégicas devem
ser realizados. A deficiência transversa da maxila é comumente associada a
maloclusão Classe II, a expansão observada pode ser desejada, mas o efeito para
expansão do aparelho merece melhores esclarecimentos.
O processo de amadurecimento do tema, desenvolvimento a aperfeiçoamento
do projeto foi somado a diversas outras atividades, como conteúdo teórico e
envolvimento em outras pesquisas da instituição. A aluna foi contemplada com uma
bolsa CAPES, com abrangência em toda extensão da experiência Stricto Sensu (36
meses).
93
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ANEXO A – Parecer Consubstanciado do CEP PUC Minas
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101
ANEXO B – Parecer Consubstanciado da CONEP
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ANEXO C – Produção intelectual da aluna durante o curso de doutorado
Resumo Publicado
International Journal of Maxillofacial Surgery – Volume 48 – Supplement 1 – 14 May 2019
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Artigo aceito
"Three-dimensional nasal septum and maxillary changes following rapid maxillary expansion in cleft lip and palate patients: A case-series analysis"
The Angle Orthodontist
Manuscript 090719-583R
Natália Veloso Carolina Mordente Adriana de Sousa Juan Martin Palomo Marilia Yatabe Dauro Oliveira Bernardo Souki Ildeu Andrade
105
Artigo realizado a ser submetido
“Mini hyrax versus hyrax na expansão rápida da maxila: ensaio clinico randomizado” Orthodontics & Craniofacial Research Giordani Santos Silveira Lucas Guimarães Abreu Juan Martin Palomo Larissa Salgado da Matta Adriana Alkmim de Sousa Dauro Douglas de Oliveira
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