Computertomografische cephalometrische Untersuchungen am Pferdekopf - Grundlagen und Bestimmung eines interinzisalen Winkels

Abstract

Natürliche oder beigebrachte orthodontische Kräfte können eine übermäßige parodontale Beanspruchung verursachen, was beim Menschen zu Alveolarknochenverlust, -apposition und Wurzelresorption führen kann. Die Equine Odontoclastic Tooth Resorption and Hypercementosis (EOTRH), eine inzisale Parodontopathie beim Pferd, zeigt ähnliche Veränderungen. Es ist bekannt, dass die hypsodonten Schneidezähne des Pferdes kontinuierlichen morphometrischen Veränderungen und parodontalen Umbauprozessen unterliegen und Änderungen der altersabhängigen parodontale Kraftverteilung einem ähnlichen räumlichen Muster folgen wie das Auftreten erster radiologischer Anzeichen bei EOTRH. Der bekannten altersbedingten Veränderlichkeit der interinzisalen Angulation (IIA) wird hierbei eine wichtige pathoätiologische Rolle zugeschrieben. Früheren Studien geben nur einen Winkel generalisiert für alle Zahnpositionen an. Methodische Standards oder metrische Daten fehlen zumeist. Das Ziel dieser Studie ist, einen Überblick über die technischen Grundlagen und den Verwendungsbereich einer standardisierten konventionellen CTUntersuchung des Kopfes mit mehrzeiligen Detektorsystemen am stehend sedierten Pferd, sowie über das radiologische Erscheinungsbild normaler anatomischer oromaxillofazialer Strukturen wie auch Pathologien zu geben und einen validierten CT-basierten cephalometrischen Ansatz zur Bestimmung der alters- und zahnpositionsabhängige IIA klinischer Kronen zu etablieren. Die Übersichtsarbeit vereint Erfahrungswerte und retrospektive Daten ausschließlich von CT Untersuchungen an stehend sedierten Pferden. Für die cephalometrischen Messungen der IIA klinischer Kronen wurden CT-basierte multiplanare Dickschichtrekonstruktionen der einzelnen Schneidezähne von 48 zahngesunden Pferden (2 20 Jahre; 8.8 ± 4.6 Jahre), unter Berücksichtigung eines globalen Referenzrahmens, herangezogen. Die IIA wurde als Winkel zwischen den jeweiligen Labialachsen der klinischen Kronen gegenüberliegender Schneidezähne definiert. Die Labialachsenrekonstruktionen folgten einem standardisierten Protokoll, das auf bestimmten dentoalveolären Orientierungspunkten beruht. Neben einer Wiederholbarkeitsanalyse der Messungen wurde die neu etablierte Methode (Labialachsen) mit einer cephalometrisch implementierten Referenzmethode, die die Lingual-/ Palatalflächen der klinischen Kronen der 03er, ursprünglich anhand lateraler Profilfotografien, berücksichtigt, verglichen. Zur Bestimmung des altersabhängigen Winkelverlaufes und der zahnpositionsabhängigen Unterschiede wurden die permanenten Schneidezähne herangezogen.Es wurde gezeigt, dass die CT des Kopfes am stehend sedierten Pferd eine gut geeignete Methode für standardisierte cephalometrische Messungen darstellt. Das technische Setup und die Möglichkeit zur standardisierten Positionierung des Kopfes implementiert die Anwendbarkeit von CT-Studien für cephalometrische Applikationen auch unter gewohnten Klinikbedingungen. In dieser Studie konnte so erstmals die Angulation der klinischen Kronen gegenüberliegender Schneidezähne methodisch standardisiert und getrennt für alle Zahnpositionen ermittelt werden. Die Wiederholbarkeit der Winkelmessungen lag unter Verwendung einer auf definierten Orientierungspunkten basierende Rekonstruktion der Labialachsen klinischer Kronen, global für alle Schneidezahnpositionen, auf einem sehr hohen Niveau (mittlerer Variationskoeffizient = 0.65%; mittlere SD ± 0.89°). Im Vergleich zur IIA rekonstruierter Labialachsen der 03er zeigte sich die Streuung der einzelnen Wiederholungsmessungen für die Referenzmethode im Mittel doppelt so hoch, P = 0.017. Die beobachtete altersabhängige Winkelabnahme folgt einem nichtlinearen Verlauf, wobei jüngere Pferde die stärkste Winkelabnahme aufweisen und die Steigung der Kurve mit zunehmendem Alter abflacht. Dies weist darauf hin, dass sich die Winkelabnahme einem Endwert annähern dürfte (mittlerer Variationskoeffizient der Approximationen = 4.8%). Die 03er weisen global betrachtet die stärkste Abnahme auf, P < 0.0001. Die beobachteten altersund zahnpositionsabhängige Winkelunterschiede spiegeln sich im Auftreten erster Anzeichen und im Progressivitätsmuster der EOTRH wider. Der biomechanische Einfluss der Winkelalterationen sollte demnach bei ätiopathologischen Überlegungen zur EOTRH berücksichtig werden. Cephalometrische Anwendungen auf Basis computertomografischer Daten dürften in der Pferdezahnheilkunde in Zukunft für Messungen interdentaler oder dentofazialer Winkel sowie für die Messung von Malokklusionen eine zunehmend wichtigere Rolle spielen und gleichsam zum besseren Verständnis der Ätiologien dentaler und maxillofazialer Pathologien beitragen. In humans, naturally occurring or applied orthodontic forces can cause excessive periodontal stress, which in turn may lead to alveolar bone loss or apposition and root resorption. Equine Odontoclastic Tooth Resorption and Hypercementosis (EOTRH), an incisal periodontopathy in the horse, shows similar alterations. It is well known that the horse´s hypsodont incisors are subjected to continuous morphometric changes and periodontal remodeling processes and that changes in the age-dependent periodontal force distribution follow a spatial pattern similar to the appearance of the first radiological signs in EOTRH. In this regard the age-related variability of interincisal angulation (IIA) is attributed an important pathoetiological role. However, previous studies generalize one angle for all tooth positions. Methodological standards or metric data are largely missing. The aim of this study is to provide an overview of the technical basics and the area of application of a standardized conventional CT examination of the head with multislice detector systems on the standing sedated horse and to give an overview of the radiological appearance of normal oromaxillofacial structures and pathologies, and also to establish a validated CT-based cephalometric approach to determine the age- and tooth position-dependent IIA of clinical crowns. The mini-review article combines empirical values and retrospective data from CT examinations on standing sedated horses exclusively. For the cephalometric measurements of the IIA of clinical crowns, CT-based multiplanar thick-slab reconstructions from individual incisors of 48 horses without incisor changes (2 - 20 years; 8.8 ± 4.6 years) were used, considering a global reference frame. The IIA was defined as the angle between the respective labial axes of opposing incisor clinical crowns. The reconstructions of labial axes followed a standardized protocol based on certain dentoalveolar landmarks. In addition to a measurement repeatability analysis, the newly established method (labial axes) was compared with a cephalometrically implemented reference method, that considers the lingual/ palatal surface of the 03s clinical crowns and is originally based on lateral profile photographs. The permanent incisors were used to determine the age-dependent angular course and potential tooth position-dependent differences.It has been shown that CT of the head on standing sedated horses is an adequate method for standardized cephalometric measurements. Both the technical setup and the possibility of standardized positioning of the head implement the applicability of CT studies for cephalometric applications even under usual clinical conditions. In this study, for the first time, the angulation of the clinical crowns of opposing incisors could be determined under methodically standardized conditions and separately for all tooth positions. Globally for all incisor positions, the repeatability of the angle measurements was very high when using reconstructions of the labial axes of clinical crowns based on defined dentoalveolar landmarks (mean coefficient of variation = 0.65%; mean SD ± 0.89°). Compared to the IIA measurements of reconstructed labial axes of the 03s, the mean dispersion of repeat measurements for the reference method was on average twice as high, P = 0.017. The observed age-dependent angle decrease follows a nonlinear course, with younger horses showing the greatest decrease and the slope of the curve flattening with increasing age. This indicates that the IIA might approach an end value in older horses (mean coefficient of variation of approximations = 4.8%). Globally, the 03s show the largest decrease, P < 0.0001. The observed age- and tooth position- dependent angle differences are reflected in the appearance of the first signs and in the progressivity pattern of EOTRH. The biomechanical influence of angular alterations should therefore be taken into account for etiopathological considerations of EOTRH. Cephalometric applications based on computed tomographic data are likely to play an increasingly important role in future in equine dentistry and maxillofacial surgery for measurements of interdental or dentofacial angles, dental malocclusions as well as craniofacial asymmetries, and at the same time may contribute to a better understanding of the etiologies of several dental and maxillofacial pathologies.