Universitätsklinikum Hamburg - Eppendorf Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, und Gesichtschirurgie (Nordwestdeutsche Kieferklinik) Direktor der Klinik: Univ.-Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Max Heiland Die anatomische Darstellung und Vermessung des Canalis incisivus im adulten Kiefer mittels 3D Bildgebung am Beispiel des DVT (Modell: 3D Accuitomo 170, Fa. Morita, Kyoto, Japan) DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Zahnmedizin der Medizinischen Fakultät der Universität Hamburg vorgelegt von: Frank Laumann aus Hamburg Hamburg 2013 Angenommen von der Medizinischen Fakultät der Universität Hamburg am: 14.07.2015 Veröffentlicht mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität Hamburg. Prüfungsausschuss, der/die Vorsitzende: Prof. Dr. Dr. Reinhard Friedrich Prüfungsausschuss, zweite/r Gutachter/in: Prof. Dr. Udo Schumacher Seite 2 Gewidmet meiner lieben Ehefrau Annika Laumann Seite 3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis WIDMUNG 3 INHALTSVERZEICHNIS 4 1. ARBEITSHYPOTHESE UND FRAGESTELLUNG 6 2. EINLEITUNG 7 2.1 ANATOMISCHE GRUNDLAGEN 7 2.2 ERKRANKUNGEN IM BEREICH DES CANALIS INCISIVUS 9 2.2.1 Zyste des Ductus nasopalatinus 9 2.2.1.1 Ätiologie und Pathogenese 9 2.2.1.2 Bildgebende Diagnostik 10 2.2.1.3 Therapie 11 2.2.1.4 Zyste des Ductus nasopalatinus 11 2.2.2 Der offene Ductus nasopalatinus 12 2.3 DIGITALE VOLUMENTECHNOLOGIE 13 2.3.1 Historischer Hintergrund 13 2.3.2 Digitale/Dentale Volumentomographie (DVT) 16 2.3.2.1 DVT im Überblick 16 2.3.2.2 DVT Funktionsprinzip 17 2.3.2.3 DVT Rekonstruktionsverfahren 20 2.3.2.4 DVT Indikation 22 2.3.2.5 Stand DVT 23 2.4 IMPLANTATINTEGRATION IN TOPOGRAPHISCHEM BEZUG ZUM CANALIS INCISIVUS 24 3. MATERIAL UND METHODEN 26 3.1 DER DVT-SCANNER 3D ACCUITOMO 170 26 3.1.1 Entwicklung des 3D Accuitomo 170 26 3.1.2 Aufbau und Leistungsvermögen des 3D Accuitomo 170 27 3.1.3 Patientenpositionierung 30 3.1.4 DVT Einstellungen 31 3.1.5 Bildaufbereitungssoftware und Hardware 32 3.2 DAS PATIENTENKOLLEKTIV 32 3.3 METHODE 33 3.3.1 Messungen 33 3.3.1.1 Messungen und Typisierung in der Sagittalebene 33 3.3.1.2 Messungen in der Axialebene 36 3.3.1.3 Messungen und Typisierung in der Koronarebene 40 3.3.2 Bewertung der Daten 41 Seite 4 Inhaltsverzeichnis 3.3.2.1 Statistische Analyse 41 3.3.2.1.1 Statistische Prüfung der Fragestellung 42 3.3.2.2 Qualitativer und quantitativer Vergleich 43 4. ERGEBNISSE 45 4.1 ERGEBNISSE DER ANALYSE NACH BETRACHTUNGSEBENEN 45 4.1.1 Ergebnisse der Analyse in der Sagittalebene 45 4.1.2 Ergebnisse der Analyse in der Axialebene 50 4.1.3 Ergebnisse der Analyse der Koronarebene 57 4.2 QUANTITATIVER VERGLEICH 59 4.3 BEANTWORTUNG URSPRÜNGL.FRAGESTELLUNGEN IN DER ÜBERSICHT 68 5. DISKUSSION 70 5.1 ALLGEMEINER TEIL 70 5.2 DISKUSSION MATERIAL UND METHODE 71 5.3 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 73 5.3.1 Vergleich unserer Ergebnisse mit anderen Studien 77 6. SCHLUSSFOLGERUNG 84 7. ZUSAMMENFASSUNG 86 8. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 88 9. LITERATURVERZEICHNIS 89 10. ABBILDUNGSNACHWEIS 95 11. DANKSAGUNG 96 12. LEBENSLAUF 97 13. EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG 98 Seite 5 Arbeitshypothese und Fragestellung 1. Arbeitshypothese und Fragestellung Die Beschreibung der anatomischen Variationen, Abmessungen und Lage des Canalis incisivus stellt eine wichtige Erkenntnis für die präoperative Planung von chirurgischen Eingriffen dar, wie beispielsweise die Insertion von Zahnimplantaten in der Region der anterioren Maxilla. Der Kontakt mit Nervengewebe und Gefäßstrukturen innerhalb des Kanals (N. nasopalatinus, A. palatina descendens, A. sphenopalatina) kann zu einer möglichen Nonosseointegration des Implantates oder zu sensorischen Dysfunktionen führen. Im Hinblick auf den operativen Erfolg und sichere Therapieergebnisse ist es von großer Bedeutung, mittels prä- und postoperativer bildgebender Diagnostik eine möglichst realitätsnahe Darstellung der anatomischen Strukturen zu erhalten, um diese auswerten zu können. Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung und Vermessung des Canalis incisivus, die Abbildung der topographischen Variationen mittels digitaler Volumentomographie anhand des 3D Accuitomo 170 DVT-Scanners sowie der quantitative und qualitative Vergleich unserer Messergebnisse mit den bisherigen erhobenen Daten anderer Studien und Bildgebungsverfahren. Zudem soll die Fragestellung nach Grenzen der möglichen Darstellbarkeit der topographischen Variationen des IC analysiert werden. Es soll aufgezeigt werden, welche Unterschiede sich zu anderen Bildgebungsverfahren ergeben, in welcher Form und Regelmäßigkeit diese auftreten und worin diese begründet sein könnten. Ein weiterer Aspekt ist die Frage nach den Vor- und Nachteilen des Morita 3D Accuitomo 170 bei der Darstellung der Region des Canalis incisivus zur Diagnostik und präoperativen Planung im Rahmen der Implantatchirurgie in der Inzisalregion der Maxilla auf dem Gebiet der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Seite 6 Einleitung 2. Einleitung 2.1 Anatomische Grundlagen und embryonale Entwicklung In der Literatur gibt es oft unterschiedliche Bezeichnungen für die anatomische Verbindung zwischen dem vorderen Gaumen und der Nasenhöhle. Ebenso werden verschiedene anatomische Strukturen des Öfteren vertauscht. Alle Anteile des Canalis incisivus oder auch Canalis nasopalatinus werden entgegen früherer Meinungen durch Knochen des primären Gaumens gebildet und nicht, wie bisher angenommen, durch angrenzende Kompartimente des sekundären Gaumens. Die Verschmelzung des primären und sekundären Gaumens vollzieht sich weiter dorsal [48,29] und führt zur Bildung eines dreieckigen Keils, welcher anfänglich für den Canalis incisivus gehalten wurde. Verwirrungen diesbezüglich gründen nicht zuletzt darauf, dass im Gegensatz zu einigen Texten die zugehörigen Abbildungen die Position des Foramen incisivum nicht innerhalb des primären Gaumens bzw. Os incisivum zeigen, sondern an der dorsalen Grenze am Übergang zum sekundären Gaumen [58,34,23]. Zur Begriffserklärung sei erwähnt, dass der Canalis incisivus und der Ductus nasopalatinus zwei unterschiedliche anatomische Strukturen darstellen [44,41,4]. Oft jedoch werden diese Termini synonym verwendet. Der paarig angelegte Ductus nasopalatinus oder auch Ductus incisivus [34] entwickelt sich pränatal in der 8. bis 12. Fetalwoche aus Epithelresten innerhalb des Canalis incisivus und verbindet ab der 13. und 14. Fetalwoche als epithelialer Strang die Nasen- und Mundhöhle [48,32]. Vor der Geburt kommt es schließlich zur Rückbildung und zum Verschluss des Ductus nasopalatinus, welcher als obliterierter Epithelrest bei Erwachsenen zu finden ist [48,32]. Bei einigen Säugetieren bleibt jedoch diese epitheliale Verbindung bestehen und sorgt für die Kommunikation zwischen Mundhöhle und Jacobson-Organ [4], welches sich am anterioren Nasenseptum befindet. Die funktionelle Bedeutung dieser Verbindung besteht in der Geruchswahrnehmung [16,4] von speziellen Pheromonen und dient der biochemischen Verständigung. Zur besseren Verständlichkeit wird im weiteren Verlauf dieser Arbeit ausschließlich der Begriff Canalis incisivus für die anatomische Verbindung zwischen Mund- und Nasenhöhle verwendet. Seite 7 Einleitung Dagegen wird ausschließlich der Begriff Ductus nasopalatinus benutzt, wenn der embryonale Epithelstrang gemeint ist. Die Lokalisation des paarigen Canalis incisivus, welcher eine knöcherne Verbindung zwischen der Nasenhöhle und der Mundhöhle bildet [34] und sich gewöhnlich zum Ende Richtung Mundhöhle vereinigt, wird in der Literatur als mittig im Os palatinum, direkt hinter den mittleren oberen Schneidezähnen liegend, beschrieben [28]. Die trichterförmige Mündung zur Mundhöhle hinter der Papilla incisiva nennt man Foramen incisivum oder Fossa incisiva. Im Verlauf Richtung Nasenboden teilt sich der Kanal und mündet, durch ein Septum voneinander getrennt, als Stenson foramina oder Foramina nasopalatina in die Nasenhöhle [1,41,33]. Im Kanal verlaufen neben fibrillärem Binde- und Fettgewebe [41] sowie kleinen Speicheldrüsen [44,31] der N. nasopalatinus und die A. nasopalatina als Endast der A. sphenopalatina [22,62]. Während des Durchtritts durch den harten Gaumen anastomosiert sie mit der A. palatina major [59]. Nach Literaturbeschreibungen finden sich gelegentlich zwei weitere Kanäle (Canals of Scarpa) medial des Canalis incisivus. Sie führen Filamente des N. nasopalatinus und münden am Nasenboden als Scarpa foramina. In der Mundhöhle öffnet sich der linke Kanal nach anterior und der rechte nach posterior [28,6]. Der obliterierte Ductus nasopalatinus befindet sich lateral oder ventrolateral der Nn. nasopalatini im Canalis incisivus. Es kommt vor, dass beide Strukturen im superioren Bereich des Kanals durch ein knöchernes Septum voneinander getrennt sind [48]. 1a) 1b) 1c) Abb. 1a: Schematische Darstellung der Gaumenentwicklung nach RADLANSKI et al. 2004.[8] (Axialebene) 1= primärer Gaumen mit Nn. nasopalatini, 2= OK laterale Seitenwülste, 3= Nasenseptum Abb. 1b: Schematische Darstellung des Gaumens nach abgeschlossener Gaumendachbildung [8] Abb. 1c: Detailbild aus 1b. Schematische Darstellung des Inhaltes des Canalis incisivus in der 12. Fetalwoche (modifiziert nach Radlanski et al 2004). [8] 1. Ductus nasopalatinus 2. Nervus nasopalatinus 3. Arteria nasopalatina Seite 8 Einleitung 2.2 Erkrankungen im Bereich des Canalis Incisivus 2.2.1 Zyste des Ductus nasopalatinus 2.2.1.1 Ätiologie und Pathogenese Zu den häufigsten pathologischen Veränderungen im Bereich des Canalis incisivus gehört die Inzisivuskanal-Zyste. Sie stellt mit 73% die häufigste nichtodontogene Zyste im Mund-Kiefer-Bereich dar. [61] Im Ober- sowie im Unterkieferknochen lässt sich ein verhältnismäßig hoher Gehalt an odontogenem epithelialen Gewebe feststellen. Die Ursache hierfür liegt in der Embryonalentwicklung der Zahnanlagen und des Zahnhalteapparates. Eine nicht vollständig obliterierte Hertwig’sche Wurzelscheide oder ein persistierendes Schmelzorgan führen zu odontogenen epithelialen Zellnestern im Knochen. Diese werden als Malassez´sche und Serres´sche Epithelreste bezeichnet. Nicht-odontogenes epitheliales Gewebe findet sich im Oberkiefer ausschließlich als Relikt von embryonalen Gesichtsfurchen und Fortsätzen, welche die Maxilla bilden sowie in Form von embryonalen Gängen oder als traumatisch versprengte epitheliale Zellnester im Knochen. Die Klassifizierung der Zysten wurde 1992 von der World Health Organization (WHO) vorgenommen. Hierbei zählten die Zysten des Kiefers zu den odontogenen Neubildungen. Im Jahr 2005 wurde eine neue Klassifikation der Kopf- und Halstumoren vorgenommen, hierbei wurden die odontogenen Zysten nicht neu eingestuft, so dass die ursprüngliche Klassifikation von 1992 weiterhin besteht. Jedoch wurde in die Klassifikation der Tumoren die odontogene Keratozyste als benigner keratozystischer odontogener Tumor (KOT) aufgenommen. Ebenfalls wird in echte Zysten und Pseudozysten unterschieden [61,11,60]. Eine echte Zyste ist definitionsgemäß ein pathologischer Hohlraum, der mit Epithel ausgekleidet ist. Im Lumen befindet sich meist ein flüssiger, breiiger Inhalt. Die Zystenwand ist aus einer dünnen bindegewebigen Kapsel, dem Zystenbalg, aufgebaut. Seite 9 Einleitung Luminal liegt der Kapsel eine Basalmembran mit einem ein- oder mehrschichtigen Epithel an [60]. Zu den typischen Merkmalen einer Zyste zählt ihr langsames, verdrängendes und nicht invasives Wachstum. Da sie lange symptomlos bleiben können, werden Zysten häufig erst sehr spät oder als Zufallsbefund einer routinemäßigen Röntgenuntersuchung entdeckt. Kommt es dagegen zu einer starken Schmerzsymptomatik, deutet dies auf eine Infektion der Zyste hin. Durch das verdrängende Wachstum, welchem osmotische Prozesse zugrunde liegen, kann es zu Druckatrophien, Wurzelresorptionen, Zahnlockerungen sowie einem verspäteten Zahndurchbruch kommen. Aus diesen Gründen sollte jede Zyste operativ behandelt werden [60]. 2.2.1.2 Bildgebende Diagnostik Röntgenologisch stellt sich eine Kieferzyste als rundliche, ovale oder birnenförmige, scharf umschriebene, im Knochen gelegene, ein- oder mehrkammrige Aufhellung dar. Typisch für die nasopalatinalen Zysten sind auch herzförmige Radioluzenzen, welche durch die Überlagerung der Spina nasalis anterior oder des Septum nasi bedingt sind. Bei Verdacht auf eine nasopalatinale Zyste sollte, aufgrund von Überlagerungen bei der zweidimensionalen Bildgebung und zur Abklärung der dreidimensionalen topographischen Lage zu Nachbarstrukturen sowie zur Beurteilung der Ausdehnungen ins Weichgewebe, eine computertomographische Untersuchung, wie eine CT oder DVT, für die Therapieplanung durchgeführt werden [36]. Seite 10 Einleitung Abb. 2: Röntgenologische Darstellung einer nasopalatinalen Zyste mittels digitaler Volumentomographie in drei Ebenen[9]. 2.2.1.3 Therapie Für die operative Behandlung stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung: Zum einen die Zystektomie oder Enukleation (Partsch II), zum anderen die Zystostomie oder Marsupialisation (Partsch I), die vor allem bei sehr großen Zysten Anwendung findet, insbesondere wenn die erhöhte Gefahr einer Verletzung von anatomischen Nachbarstrukturen wie Nervenfasern oder eine vorliegende Avitalität von Zähnen bei der operativen Behandlung gegeben ist. In der Literatur finden wir keine eindeutige Studie, die bei einer bestimmten Größe die eine oder die andere Methode favorisiert. Jedoch wird im Allgemeinen der Zystektomie als operatives Verfahren den Vorzug gegeben [5,69,12]. 2.2.1.4 Zyste des Ductus nasopalatinus Die Zyste des Ductus nasopalatinus zählt, wie oben schon erwähnt, zu den nicht-odontogenen Zysten. Sie wird auch als fissurale Zyste bezeichnet und entsteht aus embryonalen Zellsträngen des Tractus nasopalatinus. Auslöser für diese Art der Zystenbildung sind wahrscheinlich entzündliche Prozesse [61]. Seite 11 Einleitung Im Zuge dieses Reizes kommt es zu Proliferationen der epithelialen Zellreste. Es herrscht in der Literatur noch weitgehend Uneinigkeit über die genaue Ätiologie dieser Zyste. So werden u.a. traumatische Prozesse, zum Beispiel durch den Kaumechanismus bei schlechtsitzenden Prothesen [51], parodontale Infektionen [39] oder allgemeine bakterielle rhinogene Infekte diskutiert. 2.2.2 Der offene Ductus nasopalatinus Der offene Ductus nasopalatinus stellt eine entwicklungsbedingte Missbildung im Bereich des Canalis incisivus dar. In der Literatur sind circa 40 Fälle beschrieben. Erstmals wurde diese Missbildung 1881 von LEBOUCQ erwähnt [35]. Wie bereits aufgeführt, bildet sich während der Embryogenese innerhalb des Canalis incisivus ein epithelialer Strang und verbindet Nasen- und Mundhöhle miteinander [48]. Vor der Geburt kommt es dann zur Rückbildung und zum Verschluss des Ductus nasopalatinus, welcher als obliterierter Epithelrest bei Erwachsenen zu finden ist [48,1]. Kommt es hingegen zu keiner Rückbildung, bleiben zwei kleine Öffnungen lateral oder posterior der Papilla incisiva bestehen, was bei den betroffenen Personen zu Missempfindungen, nasalem oder palatinalem Sekretausfluss und Luftdurchlässigkeit führen kann. Von hohem Stellenwert ist diese Erkenntnis auch für die Planung von endodontischen und kieferchirurgischen Eingriffen, da sich die palatinalen Öffnungen als diagnostische Fehlinterpretation des Eingangs des Canalis incisivus erweisen können. Seite 12 Einleitung 2.3 Digitale Volumentechnologie 2.3.1 Historischer Hintergrund Den Grundstein für die heutigen modernen bildgebenden Diagnoseverfahren wie beispielsweise das konventionelle Röntgen, die Orthopantomographie, die Computertomographie sowie die digitale bzw. dentale Volumentomographie, legte W. CONRAD RÖNTGEN im Jahre 1895 als er die Röntgenstrahlen entdeckte. Diese bahnbrechende Entdeckung war ein Meilenstein der diagnostischen Medizin, für die er 1901 den Nobelpreis in Physik erhielt [66]. Seit dieser Zeit begann auf jener Grundlage die kontinuierliche Weiterentwicklung diverser Diagnoseverfahren. So wurden beispielsweise schon 1896 jodhaltige röntgenkontrastreiche Mittel intravenös verabreicht, um Weichgewebe darzustellen. Weitere Entwicklungen in den zwanziger Jahren brachten die Angiographie, Myelographie und Pyelographie hervor. In dieser Zeitperiode wurden auch die ersten theoretischen Ansätze der Tomographie beschrieben. Dies ist ein Verfahren, welches es ermöglichte, Objekte radiologischer Darstellungen überlagerungsfrei abzubilden. Dieses Ziel erreichte man, indem die Strukturen, die sich nicht in der Abbildungsebene befanden, verwischt wurden und somit unscharf waren. Hierzu lag der Patient auf einer beweglichen Ebene. Filmkassette und Röntgenstrahler bewegten sich in einem festgelegten Schichtwinkel um einen gemeinsamen Zentrierpunkt. Alle Strukturen, die sich in der Abbildungsebene befanden, wurden scharf abgebildet, da sie sich überlagerten. Strukturen außerhalb dieser Abbildungsebene überlagern sich nicht und wurden verwischt dargestellt. JOHANN RADON entwickelte 1917 die theoretischen Grundlagen der Tomographie, die zu diesem Zeitpunkt nicht praktisch verwirklicht werden konnten. 1922 wurden diese Erkenntnisse von ZULAUF und 1933 von NUMATA weiterentwickelt. So konnten die ersten Panoramaschichtaufnahmen, welche als Pantographie bezeichnet wurden, angefertigt werden [56] [Abb. 3]. Seite 13 Einleitung Abb. 3: Prinzip der Pantographie mit intraoralem Film nach NUMATA 1933 [4] Seite 14 Einleitung Das erste funktionsfähige Pantomographiegerät mit extraoralem Film wurde 1951 von PAATERO präsentiert [47] (Abb. 4). Abb. 4: Pantomographiegerät nach PAATERO 1951 mit extraoralem Film und rotierendem Patienten [5] Der nächste große Schritt in der Radiologieentwicklung wurde 1971 durch GODFREY HOUNSFIELD vorangetrieben. Er entwickelte 1968 die Computertomographie, mit der es möglich geworden war, Schnittbilder vom Körper mit Hilfe eines Computers digital zu erzeugen. In den Anfängen fanden vor allem Schädelaufnahmen und Schädeluntersuchungen klinische Relevanz [24]. Für diese Entdeckung erhielt HOUNSFIELD zusammen mit ALLAN M. CORMACK den Nobelpreis für Medizin. Seite 15 Einleitung Die Technik der Schichtbildaufnahmen wurde immer weiter entwickelt und beschleunigt, vor allem durch die Entwicklung der Spiralcomputertomographie 1989 und die Einführung des Mehrzeilendetektors 1998. Die DVT ist relativ neu im Rahmen dieser Entwicklung. 1997 wurde diese Aufnahmetechnik zur Darstellung von knöchernen Strukturen am menschlichen Schädel entwickelt. Bis heute hat sich dieses Verfahren immer mehr in der Praxis etabliert [72]. 2.3.2 Digitale / dentale Volumentomographie (DVT) 2.3.2.1 DVT im Überblick 1998 wurde durch die Italiener MOZZO und PROCACCI der erste digitale Volumentomograph (DVT), im Englischen als Cone-Beam CT (CBCT) bezeichnet, klinisch eingesetzt. Es war der “NewTom DVT 9000“ der Firma Quantitive Radiology (Verona, Italien) [42]. Ziel dieser neuen Gerätegeneration war es, mit der entwickelten Aufnahmetechnik, die hohen Strahlendosen der herkömmlichen Computertomographen (CT) zu vermindern bei gleichzeitigem Erhalt der Darstellungsgenauigkeit. Die DVT erreichte mit einer Strahlendosis von ca. 3,6mSv eine 76% Strahlendosisreduktion gegenüber der konventionellen CT [71] und ist somit in Bezug auf die Strahlendosis mit vier Panoramaschichtaufnahmen (OPG) gleichzusetzen. Auch die Umlaufzeiten sind erheblich reduziert. So werden beispielsweise mit dem Gerät "NewTom 9000" 36 Sekunden benötigt, wobei die reine Expositionszeit lediglich 5,2 Sekunden beträgt [53]. Vergleichsweise beträgt die Umlaufzeit mit einem dentalen CT 40100 Sekunden. Die Qualität der Hartgewebedarstellung ist in etwa gleichsetzbar, wohingegen die Weichgewebedarstellung qualitativ etwas schlechter zu beurteilen ist. Von Vorteil ist die geringe Metall-Artefakt Abbildung der DVT gegenüber der CT. Diese Eigenschaften sind die Gründe für den hohen diagnostischen Stellenwert, den die digitale Volumentomographie heute besitzt. Seite 16 Einleitung 2.3.2.2 DVT Funktionsprinzip Mit der digitalen Volumentomographie (DVT) ist eine Diagnostik von Schnittbildern in allen Ebenen sowie die Erstellung einer dreidimensionalen computerbasierten Rekonstruktion möglich. Während die konventionelle CT mit einem flachförmigen Strahl arbeitet und einzelne eindimensionale Projektionsprofile mit Hilfe eines Zeilensensors aufnimmt, was mehrere Umläufe erfordert [7] [Abb. 6], benutzt die DVT ein konusförmiges Strahlenbündel, das sogenannte Cone-Beam-Prinzip [Abb.5]. Dieser Strahlenkegel ermöglicht es, ein dreidimensionales Volumen in einem einzigen Umlauf zu erfassen. Hierbei entsteht bei einer 360 Grad Rotation pro Grad eine Aufnahme, so dass 360 Einzelaufnahmen erfasst und gespeichert werden. Abb. 5: DVT Cone-Beam-Prinzip. 1. Umlauf [1] Seite 17 Einleitung Abb. 6: CT flächenförmiges Strahlenbündel. Mehrere Umläufe [2] Durch diesen kegelförmigen Strahl ergibt sich ein meist zylindrischer anatomischer Ausschnitt, den das Gerät darstellen kann. Dieser Ausschnitt wird als Field of View (FOV) bezeichnet und variiert je nach Gerätetyp von 3cm x 4cm bis 19cm x 24cm. Dabei gilt aus geometrischen und technischen Gründen: Je größer das FOV, desto geringer ist i.d.R. die Ortsauflösung, je niedriger die Ortsauflösung, desto kleiner das Risiko der Bewegungsunschärfe [57]. Strahlenquelle und Flächensensor bewegen sich, zueinander fixiert, isozentrisch um den Kopf des Patienten [Abb 7]. Bezüglich der Sensortechnologie gibt es herstellerbedingte Unterschiede. Geräte der Firma NewTom (Verona, Italien) besitzen digitale Röntgenbildverstärker mit 9- oder 12-Zoll, gekoppelt mit einer digitalen 12bit Festkörper Charge-coupled Device (CCD) -Kamera. Bei diesem Bildverstärkerverfahren werden Röntgenquanten in Elektronen umgewandelt und auf einem Schirm beschleunigt. Von hier aus werden Photonen auf die CCD-Kamera weitergeleitet. Der CCD-Sensor erzeugt nun für jedes Pixel in der Matrix Ladungen. Der Vorteil bei diesem System liegt in dem Verstärkungsfaktor von ca. 10.000, so dass die Strahlendosis vermindert werden kann. Andere Hersteller wie beispielsweise ProMax 3D, Planmeca (Helsinki, Finnland) verwenden das Flat Panel System. Das sind dynamische, selenbasierte Detektoren, welche die Röntgenquanten direkt in Photonen umwandeln und von Photodioden Seite 18 Einleitung registriert werden. Hierbei findet keine Verstärkung statt, so dass eine höhere Strahlendosis erforderlich ist [50]. Der Vorteil bei diesem System liegt darin, dass keine Lichtstreuung stattfindet, so dass die Bildschärfe hiervon nicht beeinträchtigt werden kann. Außerdem kann ein größerer Aufnahmebereich gewählt werden, ohne dass es zu Verzerrungen kommt. Ein Flat Panel Detektor ist zudem kleiner und leichter im Vergleich zum Bildverstärker und weist eine höhere Lebensdauer auf [25]. Durch diese zweidimensionalen Detektoren entstehen die notwendigen Rohdaten, aus denen anschließend die Rekonstruktion eines primären Schnittbildes erfolgt. Hieraus lassen sich dann alle weiteren sekundären Rekonstruktionen in allen Ebenen erstellen und die Errechnung eines dreidimensionalen Volumendatensatzes vornehmen [53]. Abb. 7: Funktionsprinzip DVT. [3] Seite 19 Einleitung 2.3.2.3 DVT Rekonstruktionsverfahren Die erfassten zweidimensionalen Projektionen aus den verschiedenen Positionen werden, wie bei den meisten Geräten, durch ein dreidimensionales Rekonstruktionsverfahren errechnet, welches auf dem von FELDKAMP, DAVIS und KRESS entwickelten Feldkampalgorithmus basiert [49]. Die errechneten Datensätze können auf Festplatten gespeichert und archiviert werden. Ebenso lassen sich die Daten auf DVD brennen. Ein viel genutztes Betrachtungsformat ist das sogenannte DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine), welches mit einem DICOM-Viewer betrachtet werden kann und mit dem Sekundärrekonstruktionen vorgenommen werden können. Sekundärrekonstruktionen ermöglichen einige interessante Zusatzfunktionen wie beispielsweise Bildoptimierungen, Längen- und Winkelmessungen, Volumenrechnungen, farbliche Darstellungen von anatomischen Strukturen und räumliche Distanzmessungen [55]. Die Volumendaten können u.a. als dreidimensionales Bild wiedergegeben werden. Dieses wird durch ein volumen- oder oberflächenbasiertes Verfahren ermöglicht [Abb. 9a,b,c], oder aber die Bildgebung erfolgt zweidimensional durch die Darstellung der drei Hauptkörperachsen wie in Abbildung 8 [73]. Abb. 8: Darstellung der 3 zweidimensionalen Körperebenen. Sagittal-, Axial- und Koronarebene [10] Seite 20 Einleitung a) b) c) Abb. 9 a),c) Dreidimensionale Darstellung durch das oberflächenbasierte Rekonstruktionsverfahren ( Abb. 7c) [6]. Abb 9 b) Volumenbasiertes Rekonstruktionsverfahren [10] Seite 21 Einleitung 2.3.2.4 DVT Indikation Einen hohen Stellenwert nimmt die diagnostische digitale / dentale Volumentomographie auf dem Gebiet der präoperativen Implantationsplanung ein. Vor allem die Beurteilung der räumlichen Verhältnisse und des Knochenangebotes sowie die dreidimensionalen Implantatpositionierungen und die Herstellung von Positionierungsschienen sind wichtige Indikationen zur exakten Insertion der Implantate unter bestmöglicher Ausnutzung des Knochenangebotes bei weitestgehender Schonung von sensiblen Strukturen in räumlicher Nachbarschaft, um eine bestmöglichste Prognose zu erreichen. Ebenso ist es möglich die DVT direkt für eine intraoperative Navigation einzusetzen [20]. Weitere Indikationsgebiete auf dem Gebiet der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie sind beispielsweise die Beurteilung der Lagebeziehung der Canales mandibulae zu den Unterkieferseitenzähnen, hier vor allem retinierte Weisheitszähne vor Extraktion, die Beurteilung von tumorösen Veränderungen, Erkrankungen der Kieferhöhlen und die Traumatologie [53]. Anwendungen der DVT im Bereich rein zahnmedizinischer Fragestellungen bilden zum derzeitigen Stand nach der Deutsche Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) eine ergänzende Röntgentechnik, die unter Umständen in naher Zukunft für bestimmte Diagnostiken die konventionelle zweidimensionale Röntgentechnik ersetzen kann. Im Bereich der konservierenden Zahnheilkunde werden Indikationsgebiete in den Fachbereichen Endodontie und Parodontologie diskutiert. Das sind unter anderem die dreidimensionale Darstellung von parodontalen Knochenmorphologien und die räumliche Darstellung von Wurzelspitzen, hier insbesondere mehrwurzeliger Zähne bei endodontischen Fragestellungen wie beispielsweise Wurzelresorptionen, Wurzelfrakturen und apikalen Veränderungen, falls diese durch eine zweidimensionale Bildgebung aufgrund von Überlagerungen nicht exakt beurteilbar sind [10,17,64,40,68]. Seite 22 Einleitung Im Fachbereich der zahnärztlichen Prothetik kann laut DGZMK die Anwendung einer DVT zusätzliche Informationen liefern und bessere Möglichkeiten in der Diagnostik und Therapieplanung bieten. Besonderes Interesse liegt hier in der kombinierten Anwendung mit intraoralen Scannern zur softwarebasierten Anfertigung virtueller Setups. Die dreidimensionalen Daten des DVT können mit CAD/CAM-Systemen zur Herstellung definitiver oder provisorischer Prothetik verknüpft werden [15]. Des Weiteren kann die DVT zur Diagnostik im Bereich der Pfeilerwertigkeit, der Knochenmorphologie, der Nervenverläufe und deren Austrittspunkte sowie der präoperativen Implantatplanung herangezogen werden. Ein weiteres Einsatzgebiet der Volumentomographie ist die intraoperative Anwendung mit mobilen DVT-Geräten. So zeigte HEILAND et al. in einer Studie mit einem 3D C-Arm System, dass die intraoperative Navigation im Zusammenhang mit zygomatikomaxillären Frakturen unkompliziert und gegenüber dem CT empfehlenswert ist [19, 21]. 2.3.2.5 Stand DVT Im Jahre 1997 wurde in Deutschland erstmals ein DVT-Gerät klinisch betrieben. Seit dieser Zeit haben sich die Geräte auf diesem Sektor enorm weiterentwickelt, so dass es mit Stand von 2008 mehr als zehn verschiedene Herstellerfirmen gibt, die unterschiedliche Geräte mit differierenden Indikationsbereichen anbieten [8]. Heute gibt es über 30 verschiedene DVT-Geräte auf dem Markt. Hauptsächlich unterscheiden sie sich in der Art der Patientenpositionierung -in diesem Falle sitzend oder liegend- wie oben bereits erwähnt in der Sensortechnologie - hier über einen CCD-Sensor mit einem Bildverstärker oder ein Flatpanel-System - sowie in der Höhe der effektiven Strahlendosis, dem FOV, der angewandten Rekonstruktionsverfahren und der Betrachtungssoftware. Seite 23 Einleitung 2.4 Implantatintegration im topographischen Bezug zum Canalis incisivus Das Foramen incisivum sowie der Kanal sind in ihrer Lage und Morphologie als wichtige anatomische Landmarken bei der Insertion von Implantaten in der Frontzahnregion der Maxilla zu beachten. Durch die topographisch vielfältige Varianz des Inzisivuskanals, wie beispielsweise Lage und Ausdehnung, sollte eine umfangreiche dreidimensionale Diagnostik im Zusammenhang mit der prächirurgischen Implantatplanung vorgenommen werden [37,30]. Die Insertion des Implantats in den Kanal oder der Kontakt mit darin befindlichem Nervengewebe kann zu einer Nonosseointegration sowie zu Empfindungsstörungen führen. Die komplikationslose Einheilung von Implantaten ist in der frontalen Maxillaregion besonders wichtig, um eine optimale Ästhetik, Phonetik und Funktion zu gewährleisten. Zu der Verwendung einer Bohrschablone für die exakte Positionierung im Bereich des Inzisivuskanals ist ausnahmslos zu raten, um eine korrekte Angulation des Implantates zu gewährleisten [9]. Eine Studie von KRAUT & BOYDEN (1998) [30], in der mittels Computertomographie die Inzisivuskanäle von 84 Probanden im Bezug zu den mittleren Schneidezahnimplantaten vermessen wurden, zeigte, dass in 4% der Fälle bei vorliegender Konfiguration des Kanals eine Insertion von wurzelförmigen Implantaten nachteilig gewesen wäre [30]. ARTZI Z. et al [3] zeigten im Jahr 2000 in ihrer Studie ein Verfahren, welches einen möglichen Lösungsansatz für die korrekte Insertion einer implantatgetragenen Porzellankrone in der obere Frontzahnregion bei jungen Erwachsenen darstellte. Hierbei wurde der Canalis incisivus im Zuge der Implantatvorbohrung durchdrungen und ein vorgefertigtes, aus Kortikalis und Spongiosa bestehendes Knochenpräparat in das Foramen incisivum eingesetzt. Die sich in dem Kanal befindlichen Gewebe, wie Nerven und Gefäße, wurden damit nach posterior verdrängt und eine Sofortimplantation vorgenommen. Eine Kontrolluntersuchung zeigte neun Monate später ein osseointegriertes Implantat mit engumgebender, harter Knochensubstanz. Es traten weder Komplikationen noch Empfindungsstörungen auf [3]. Seite 24 Einleitung Konventionelle Verfahren wurden 1992 von ROSENQUIST & NYSTROM [52] und 1994 von SCHER [54] beschrieben. Hier wurden entweder autologe Knochenspäne oder ein Gemisch aus Tricalciumphosphat und gefriergetrocknetem Knochen in das Foramen incisivum eingebracht. Zuvor ist eine Weichteilkürettage vorgenommen worden. Ziel der Evaluation dieser Methode war es, unabhängig von der Anwesenheit von Nerven und Gefäßen, festzustellen, ob es möglich ist, einen anatomischen knöchernen Hohlraum wie ein vergrößertes Foramen augmentativ zu füllen. Neuere Methoden verwenden alloplastische Knochentransplantate, wie in der Studie von VERARDI & PASTAGIA (2012) [70] beschrieben. Die angewandte Technik beinhaltet die Augmentation eines vergrößerten Inzisivuskanals sowie den Breitenausgleich der bukkalen Knochenlamelle. Zur Verwendung kamen u.a. ein allogenes Spongiosa- oder ein Kombinationspräparat aus allo- und autogenem Material, nachdem der Inhalt des Kanals entfernt und eine Weichteilkürettage vorgenommen worden war. Anschließend wurde im Zuge der Guided Bone Regeneration (GBR) eine resorbierbare Membran eingelegt, um den Kontakt mit dem Weichgewebe zu verhindern und die Blutgerinnung zu unterstützen. In dieser Studie wurden keine Komplikationen oder postoperative Infektionen beobachtet. Obwohl der Inhalt des Kanals entfernt und kürettiert wurde, kam es zu keiner Sensibilitätsstörung, was auf die Überschneidung der Innervationsareale des Nervus incisivus und Nervus palatinus major zurückzuführen ist [70]. Im Allgemeinen scheinen sich die Autoren einig darüber zu sein, dass dieses Verfahren bei der Integration von Frontzahnimplantaten eine zuverlässige und planbare Technik ist. Seite 25 Material und Methoden 3. Material und Methoden: 3.1 Der DVT-Scanner 3D Accuitomo 170 Alle ausgewerteten Röntgenbilder wurden ausschließlich mit dem DVTScanner 3D Accuitomo 170 durchgeführt. (Modell MCT-1-EX-1 F17) (Morita MFG. CORP., Kyoto, Japan) (Abb.7) 3.1.1 Entwicklung des 3D Accuitomo 170 Der digitale Volumentomograph 3D Accuitomo 170 der Firma Morita (Kyoto, Japan) (Abb. 10) ist die vierte Generation der Accuitomo Produktlinie. Er wurde erstmals im Jahre 2001 auf der Internationalen Dental-Show (IDS) vorgestellt. Abb.10: 3D Accuitomo 170, Morita (Kyoto, Japan) [7] Seite 26 Material und Methoden Der Japaner Y. Arai begann 1992 einen kleineren und kompakteren Computertomographen für zahnärztliche Zwecke zu entwickeln. Der erste Prototyp, der den Namen “Super-High-Resolution Ortho Cubic X-ray Computertomograph“ bekam, entstand fünf Jahre später, 1997, durch den Umbau des MultiFunktions Panoramatomographen (SCANORA, Soredex, Helsinki, Finnland). Es war ein Computertomograph mit einem 30mm hohen und 38mm weiten konusförmigen Strahlenbündel. Nachdem dieses Gerät durch die Ethikkommission genehmigt worden war, begann die dreijährige klinische Testphase an mehr als 3700 Fällen. Es entstanden klare dreidimensionale Abbildungen, die für den zahnärztlichen Gebrauch zur Diagnostik und Planung von Implantaten und impaktierten Zähnen sehr hilfreich und effektiv waren. Da dieses Modell lediglich ein experimentelles Gerät war, wurde schließlich die Lizenz dieser Technik von dem Nihon University Business Incubation Center auf die J. Morita Corporation übertragen, um ein praxistaugliches Gerät zu produzieren und zu vertreiben. Es wurde als 3DX Multi-Image-Micro CT (3DX, J. Morita) 2001 präsentiert [2]. 3.1.2 Aufbau und Leistungsvermögen des 3D Accuitomo 170 Der 3D Accuitomo 170 ist ein stationäres DVT-Gerät. Es besteht aus der Aufnahmeeinheit mit Röntgenkopf und Flat-Panel-Detektor, einer Patientensitzvorrichtung mit Kinn- und Kopfstütze, einem Bedienfeld mit LCD-Anzeige und einer Kontrolleinheit mit Fernbedienung und Auslöser. Das Leistungsvermögen des 3D Accuitomo 170 zeigt sich vor allem in der hohen Auflösung. Es stehen fünf Auflösungsstufen für unterschiedliche diagnostische Anforderungen zur Wahl. Die maximale Auflösung ist höher als zwei Linienpaare pro mm mit einer Voxelgröße von 0,08mm. Die Schichtdicke beträgt 0,125mm bis 2mm. Es stehen neun Aufnahmevolumina (FOVs) zur Verfügung von 40x40mm bis 170x120mm. Die Expositionszeit beträgt ca. 18 Sekunden und die effektive Dosis ist etwa 1,6mal so hoch wie ein OPG mit Filmbelichtung und beträgt nur 1/7 des CTDIw-Wertes (Weighted CT Dose Index) eines konventionellen CT Scans. Seite 27 Material und Methoden Eine durchschnittliche Strahlendosis bei einem FOV von 40x40mm wird vom Hersteller mit 20µSv angegeben [26,27]. Die folgenden Abbildungen (Abb. 11 und 12) zeigen die technische Zeichnung mit genauen Abmessungen sowie die technischen Spezifikationen des 3D Accuitomo 170. Abb.11: Technische Zeichnungen mit Abmessungen des 3D Accuitomo 170 [7] Seite 28 Material und Methoden Abb. 12: Technische Spezifikationen des 3D Accuitomo 170 [7] Seite 29 Material und Methoden Zur Darstellung des erhobenen Rohdatensatzes wird eine entsprechende Bildaufbereitungs-Software benötigt. Das geeignete Programm von Morita heißt iDixel 2.0. Mit dieser Software ist es möglich, in allen drei Ebenen Einzelschichten darzustellen und sich dreidimensional in 1mm Schichtendicke durch das gescannte Objekt zu bewegen. Es lassen sich ebenso Volumina berechnen, welche u.a. als dreidimensionales Bild wiedergegeben werden können. Das wird durch ein volumen- oder oberflächenbasiertes Verfahren ermöglicht. Zudem kann man die Bilddaten aus i-Dixel auf CD, DVD oder ein USB-Gerät exportieren und mittels externer Betrachtungssoftware wie der One-Data Viewer von Morita oder einem DICOM-Viewer darstellen. 3.1.3 Patientenpositionierung Die Patientenpositionierung erfolgte nach Standardprotokoll. Die Patienten wurden in sitzender Position gescannt. Der Kopf wurde mittels dreier Laserlichtvisieren gemäß der Frankfurter Horizontalen und der Medianebene ausgerichtet und mit Hilfe einer Kinnauflage, Kopfstütze und Kopfband stabilisiert. Zur Kontrolle wurde standardmäßig ein Probescan aus zwei verschiedenen Aufnahmewinkeln mit dem sogenannten Scout-Modus gemacht. Dieser Modus ermöglicht es, die Patientenpositionierung durch ein Vorschaubild zu überprüfen und den Mittelpunkt des FOV festzulegen oder andere Korrekturen wie beispielsweise Änderungen bzw. Anpassungen des FOV auf die zu untersuchende relevante anatomische Region Of Interest (ROI) vorzunehmen. Abb. 13: Darstellung der Kopfpositionierung mit Hilfe von Laserlichtvisieren (links) und Vorschaubild mittels Scout-Modus (rechts) [7] Seite 30 Material und Methoden 3.1.4 DVT Einstellungen Für die anschließende CT-Aufnahme wurde bei allen 200 Scans ein 360° Umlauf gewählt. Das Gerät benötigt für diesen Umlauf im Standard Modus 17,5 Sekunden. Das Field of View (FOV) betrug ø170 x H120 Millimeter bei einer Auflösung von 2 Lp/mm. Die Voxelgröße betrug hierbei 0,25 Millimeter. Während der Aufnahme hat der Röntgenstrahler, der einen Brennfleckdurchmesser von 0,5 mm bildet, eine Röhrenstromstärke von 1 bis 10mA und eine Röhrenspannung von 90 kV. zt b) FOV: ø 170 x H 120 mm a) Abb. 14a)+b): Darstellung des Abbildungsvolumens und entsprechende Voxelgröße. [a7], [b10] Seite 31 Material und Methoden 3.1.5 Bildaufbereitungssoftware und Hardware Zur Darstellung des erhobenen Rohdatensatzes wurde ein 2,66GHz Intel Xeon PC, mit 3,25GB RAM, einem Windows XP Professional Betriebssystem mit einem 27Zoll Dell U2711H Monitor und einer Bildauflösung von 2.560 x 1.600 Bildpunkten verwendet. Mit Hilfe der installierten i-Dixel Software wurde der Rohdatensatz in einen dreidimensionalen Datensatz umgerechnet, so dass es möglich ist, in allen drei Ebenen Einzelschichten darzustellen und sich dreidimensional in 1mm Schichtendicken durch das gescannte Objekt zu bewegen. 3.2 Das Patientenkollektiv Die anatomischen Strukturen des Canalis incisivus wurden anhand der DVTAufnahmen von 200 Patienten vermessen, die studienunabhängig in der Poliklinik der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Uniklinik HamburgEppendorf angefertigt worden waren. Auswahlkriterien der Röntgenbilder waren eine vollständige Abbildung des Nasenbodens und der bukkalen Lamelle des Oberkiefers, so dass in allen Fällen ein FOV von 170x120mm verwendet wurde. Des Weiteren wurden Patienten mit pathologischen Befunden, wie beispielsweise Zysten des Ductus nasopalatinus oder vorhandenen Zahnimplantaten im Bereich des Canalis incisivus, ausgeschlossen. DVT Aufnahmen mit Pathologische Veränderungen sowie Traumafälle wurden, sofern der Canalis incisivus nicht betroffen war, ausgewertet. Das Patientenkollektiv setzte sich aus 94 Frauen und 106 Männern mit einer Altersspanne von 20 bis 98 Jahren zusammen. Das Durchschnittsalter lag bei 44,96 Jahre (siehe Tabelle 1). Alter Ø Alter Anzahl weibl. Ø Alter weibl. Stand.Abw. Anzahl männli. Ø Alter männl. Stand.Abw. Stand.Abw. 20-29 24,09 (3,11) 33 24,42 (3,34) 29 23,71 (2,83) 30-39 34,96 (2,68) 11 34,45 (2,46) 14 35,35 (2,87) 40-49 45,52 (2,99) 14 45,64 (2,59) 20 45,45 (3,31) 50-59 54,51 (3,03) 13 55,13 (3,13) 16 54,00 (2,94) 60-69 64,80 (2,90) 13 65,92 (2,92) 18 64,00 (2,67) 70-79 74,70 (2,90) 7 75,57 (3,04) 4 73,25 (2,21) 80-89 85,00 (5,95) 2 82,00 (1,41) 5 86,66 (6,53) 90-100 99 1 99 0 0 Tabelle 1: Patientenalter (Jahren) und Geschlecht Seite 32 Material und Methoden 3.3 Methode Um die Ausdehnungen und anatomischen Eigenschaften des Canalis incisivus sowie benachbarter Knochenstrukturen zu analysieren, erfolgte die Vermessung des Canalis incisivus und umliegender anatomischer Strukturen durch 13 verschiedene Messstellen an 200 DVT-Scans. Darüber hinaus erfolgte eine Typisierung des Kanals in zwei verschiedenen Ebenen (sagittal und koronar). Zur Orientierung und zum Vergleich der Messungen mit anderen Studien haben wir uns teilweise an das Protokoll der Messmethodik aus der Studie von BORNSTEIN et al. (2010) gehalten [6] (Abb.15). Wir haben zusätzliche Typisierungen und Messungen in den anderen Bildebenen vorgenommen und zur besseren Repräsentativität die Patientenzahl auf 200 verdoppelt. 3.3.1 Messungen Die Messungen in dieser Studie wurden in drei verschiedenen Bildebenen ermittelt: In der Sagittal-, Axial- und Frontalebene (Koronarebene). 3.3.1.1 Messungen und Typisierung in der Sagittalebene In der Sagittalebene wurden zunächst sieben verschiedene Messungen vorgenommen, wie in Abb.15 zu sehen ist. 1 3 3 2 Abb. 15: Darstellung der Messpunkte in der Sagittalebene Seite 33 Material und Methoden Messung Anatomische Struktur (Sagittalebene) 1 Durchmesser des Foramen nasale 2 Durchmesser der Mitte des Kanals 3 Durchmesser des Foramen incisivum 4 Länge des Kanals vom Foramen nasale zum Foramen incisivum Distanz zwischen der bukkalen Begrenzung des Foramen incisivum und der fazialen Fläche der bukkalen Knochenlamelle 5 6 Distanz zwischen der bukkalen Begrenzung des Foramen incisivum auf Höhe der dorsalen Begrenzung des Foramen incisivum und der fazialen Fläche der bukkalen Knochenlamelle 7 Distanz zwischen der bukkalen Begrenzung der Mitte des CI und der fazialen Fläche der bukkalen Knochenlamelle 8 Messung der Strecke von Spina nasalis ant. bis bukkalen Wand des Foramen nasale Tabelle 2: Messungen und die jeweiligen anatomischen Strukturen in der Sagittalebene Um einheitlich homogene und miteinander vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, wurde die sagittale Schicht ausgewählt, welche die Mitte des Kanals zeigt. Dies wurde mit Hilfe der dreidimensionalen Navigationshilfslinien in der axialen Schicht überprüft, wie in Abbildung 16 dargestellt. Abb. 16: Darstellung der Schichtfindung mit Hilfe der Navigationshilfslinien in einer zweiten Ebene. Links sagittal, rechts axial. [10] Seite 34 Material und Methoden Die Messungen 5,6 und 7 wurden in einem rechten Winkel zum CI vorgenommen. Weitere Messungen, die innerhalb der Sagittalebene erhoben wurden, beinhalten die Erfassung des Winkels zwischen Nasenboden und Verlauf des CI. Als Referenzpunkte dienten hier die Spina nasalis posterior (Spp) und anterior (Spa), wie in Abbildung 17 dargestellt. Hierbei wurde zuvor ebenfalls die Mitte des Kanals anhand der Axialebene eingestellt. Zudem wurde die Strecke zwischen der Spa. und der bukkalen Wand des Foramen nasale ausgemessen (Messung #8). Abb. 17: Darstellung der Winkelmessung zwischen Nasenboden und Canalis incisivus in der Sagittalschicht sowie die Abstandsmessung zwischen Spina nasalis anterior und Kanalwand auf Höhe der Spina nasalisEbene Als nächstes erfolgte die Einteilung und Klassifikation der unterschiedlichen Variationen der Kanalform anhand der Sagittalebene. Der CI wurde in fünf verschiedene Typen untergliedert (Abb. 18). Typ 1 ist ein gerader, meist dünner Kanal. Die Kanalform des Typs 2 verläuft konisch mit der Erweiterung in Richtung Foramen incisivum. Typ 3 stellt sich konisch mit der größeren Öffnung des Foramen nasale dar. Der Typ 4 Kanal verläuft nicht konstant in eine Richtung, sondern zeigt in seinem Verlauf einen Knick, meist im kranialen Drittel des Seite 35 Material und Methoden Kanalabschnittes. Typ 5 zeigt keine Geradlinigkeit, sondern verläuft gebogen mit Erweiterungen an den Kanalöffnungen. Abb. 18: Typisierung der unterschiedlichen Variationen des CI in der sagittalen Schicht 3.3.1.2 Messungen in der Axialebene In der Axialschicht der DVT-Aufnahmen wurden sechs Messungen getätigt, um den Verlauf des Canalis incisivus zu charakterisieren. Zu den Messungen gehörten die Erfassung der Durchmesser aller Foramina nasales und deren Addition. Gemessen wurde hier von lateral nach medial also die Bestimmung der Breite aller Öffnungen. Im Gegensatz zur Messung in der Sagittalebene, in der die länge der nasalen Öffnung bestimmt wurde also von anterior nach posterior bei nur einer nasalen Öffnung welche in der festgelegten Schicht angeschnitten wurde. Des Weiteren wurde die Anzahl der Foramina nasales sowie die Beurteilung der Form und der jeweiligen Kanalverlaufes evaluiert. Hier gab es zwei Varianten. Zum einen runde Öffnungen mit runden Kanalverläufen, zum anderen ovale Öffnungen, die weiter kaudal ebenfalls in runde Verlaufsformen übergehen. Ebenso wurde die Anzahl von Septierungen innerhalb des Canalis incisivus und die Anzahl von externen Seitenkanälchen analysiert. Weiterhin wurde der geringste Abstand zwischen der Zahnwurzel des Zahnes 11 bzw. 21 und der Kanalwand gemessen. Um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, wurde für die Messungen und Analyse der Foramina nasales die axiale Schicht der Axialebene gewählt, bei der während des Durchscrollens durch die Schichten von kranial nach kaudal ein vollständig knöchern umschlossenes Foramen zur Dar Seite 36 Material und Methoden stellung kommt. Diese Schicht wird in der Sagittalebene mit Hilfe der Navigationslinien auf Höhe der dorsalen Begrenzung des F. nasale angezeigt, wie in Abbildung 19 zu sehen ist. Abb. 19: Kontrolle der Sagittalschicht mit Hilfe der Navigationslinien [10] Seite 37 Material und Methoden Die folgende Tabelle fasst nochmal die einzelnen Messungen der anatomischen Strukturen und deren Messbereich in der Axialebene zusammen. Messung Anatomische Struktur (Axialebene) Messbereich 1 Durchmesser der Foramina nasales (in Addition) Ø 2 Anzahl der Foramina nasales 3 Form der Foramina nasales (rund/oval) 4 Anzahl der Septierungen innerhalb des Canalis incisivus 0-5 5 Anzahl von Seitenkanälchen 0-2 6 Abstand zwischen Zahnwurzel und Kanalwand 1 bis 4 rund / oval Ø Tabelle 3: Messungen in der Axialebene Abb. 20a Abb. 20b Abb. 20c Abb. 20d Abb. 20 a+b+c+d: Darstellung der Foraminea nasales gemäß der Messung Nr.2 in der Axialebene Seite 38 Material und Methoden Die Abbildung 20a-d zeigt die unterschiedliche Anzahl und Größe der Foramina nasales. Verschiedene Varianten von einer einzelnen großen Öffnung (20a) bis zu vier kleinen Öffnungen (20d) wurden während der Auswertung gefunden. Zudem lassen sich runde und ovale Formen unterscheiden. In Abbildung 21 kann man die einzelnen Septierungen innerhalb des Hauptkanals erkennen. Der Kanal wird dabei in einzelne Lumina aufgeteilt. Abbildung 22 zeigt einen separaten Kanal. Zur besseren Anschaulichkeit wurde hier ein Bild aus der Sagittalebene präsentiert. Abb. 18a Abb. 21a Abb. 21c Abb. 22 Abb. 21b Abb.21a+b+c: Darstellung der Septierung des CI in der Axialebene. 21a) eine Septierung und Messung des geringsten Abstandes zwischen Zahnwurzel und Kanal, 21b) drei Septierungen,21c) vier Septierungen. Abb.22: Darstellung eines separaten Kanals in der Sagittalebene Seite 39 Material und Methoden 3.3.1.3 Messungen und Typisierung in der Koronarebene In der Koronarebene wurden zwei Messdaten erhoben. Zum einen der Durchmesser des Canalis incisivus auf Höhe der Mittellinie, wie in Abbildung 24 zu sehen ist - auch hier wurde eine zweite Ebene zur Bestimmung der Kanalmitte herangezogen -, zum anderen wurde eine zweite Typisierung des Kanals anhand der Koronarebene vorgenommen. Die Charakterisierung bezieht sich, wie in der Studie von BORNSTEIN et al. (2010) [6], auf die Anzahl und Art der nasalen Öffnungen des CI. BORNSTEIN et al. [6] klassifizierten drei unterschiedliche Hauptgruppen (A,B,C), wobei Gruppe C noch in Untergruppen aufgeteilt war, welche aber nicht separat evaluiert wurden, sondern nur erwähnt blieben. In unserer Analyse wurden jedoch weiterführend auch die Untergruppen einzelnd klassifiziert, wobei aufgrund von Überlagerungen die Axialebene zur Hilfestellung herangezogen werden musste, so dass insgesamt fünf Hauptgruppen charakterisiert und evaluiert werden konnten (Abbildung 23). Bei der Auswertung unserer Ergebnisse wurden für die Vergleichsanalyse mit den Ergebnissen der Studie von BORNSTEIN et al. [6] die Kanal-Typen C,D und E zusammengefasst. Typ A stellt einen einzelnen Kanal ohne nasale Aufzweigungen dar, Typ B besteht aus zwei durchgängig geraden, parallelen einzelnen Kanälen, Typ C zeigt eine Y-förmige Konfiguration mit zwei nasalen Öffnungen (Foramina of Stenson) und einem Foramen incisivum. Der Typ D – Kanal besitzt drei und der Typ E vier nasale Öffnungen. Abb. 23: Schematische und röntgenologische Darstellung der Charakterisierung der Kanaltypen in der Koronarebene unter Zuhilfenahme der axialen Schicht. Modifiziert nach Bornstein et al. [6]. Seite 40 Material und Methoden Abb. 24: Darstellung der Messung des Durchmessers auf Höhe der Kanalmitte in der Koronarebene bei einem Typ C-Kanal. Die Messung erfolgte in der Mitte des Kanals, welche durch eine zweite Ebene bestimmt wurde. 3.3.2 Bewertungen der Daten Die Messdaten wurden zunächst anonymisiert patientenspezifisch erfasst, in Altersgruppen und Geschlecht gegliedert und tabellarisch festgehalten. Für die Analyse und Charakterisierung des Canalis incisivus wurden im Vorfeld gezielte Fragestellungen auf signifikante Zusammenhänge zwischen Alter, Geschlecht, Kanal-Typ und Messdaten formuliert sowie Hypothesen aufgestellt, die mittels statistischer Analyse überprüft wurden. Des Weiteren wurden unsere Messergebnisse mit denen ähnlicher Studien gegenübergestellt, um einen qualitativen und quantitativen Vergleich zu erhalten. 3.3.2.1 Statistische Analyse Für die deskriptive statistische Analyse unserer Daten kam die Auswertungssoftware IBM-SPSS-Statistics Version 21 zur Anwendung. Um die Arbeitshypothesen und Fragestellungen nach Signifikanz zu prüfen, wurde für alle Fragestellungen das Signifikanzniveau α = 0,05 festgelegt. Somit liegt die maximale Irrtumswahrscheinlichkeit für die Nullhypothese bei 5%. Die statistische Signifikanz beschreibt also durch den im Test ermittelten p-Wert, ob zwischen den zu analysierenden Variablen ein Zusammenhang besteht, der nicht zufällig auftritt, sondern eine Allgemeingültigkeit in der gestellten Hypothese hat. Ist der ermittelte p-Wert größer als das zuvor bestimmte Signifikanzniveau, so stimmt die Nullhypothese und das Ergebnis wird als nicht signifikant gesehen. Andernfalls wird die Nullhypothese abgelehnt, wenn der p-Wert kleiner als α ist. Das Seite 41 Material und Methoden Resultat kann somit als statistisch signifikant beurteilt werden. Für die Überprüfung der Nullhypothese stehen verschiedene Tests zur Auswahl. 3.3.2.1.1 Statistische Prüfung der Fragestellungen 1. Besteht ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen den einzelnen Messgrößen der anatomischen Strukturen und dem Geschlecht? 2. Besteht ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen den einzelnen Messgrößen der anatomischen Strukturen und dem Alter? 3. Korrelieren bestimmte Kanaltypen mit der Winkelmessung zwischen Nasenboden und Kanalverlauf? 4. Besteht ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen den Kanaltypen in der sagittalen und frontalen Ebene mit dem Geschlecht? 5. Besteht ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen den Kanaltypen und der Anzahl von Septierungen innerhalb des Kanals und kommen Septierungen geschlechtsspezifisch vor? 6. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass externe separate Kanäle auftreten? 7. Mittelwertanalysen für Durchschnittswerte 8. Wie groß ist der Mittelwert des Abstandes zwischen Frontzahn und bukkaler Wand des Kanals und gibt es einen altersabhängigen Zusammenhang? 9. Besteht ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen Messgröße der Strecke (Spa. – F.nasale) und dem Geschlecht oder Alter? Seite 42 Material und Methoden Messgrößen in Abhängigkeit vom Geschlecht und Alter Für die Fragestellungen wurden die einzelnen erhobenen Messdaten, für die Messungen 1-7 in der Sagittalebene, Winkelmessung, Messung 1-5 in der Axialebene sowie die Messung #1 in der Koronarebene in Abhängigkeit vom Alter und Geschlecht auf Signifikanz geprüft. Hierbei kam für die Auswertung von Geschlecht und Alter die UNIANOVA Varianzanalyse zur Anwendung. Die CROSSTABS Analyse mit Verwendung des CHI-QUADRAT-TEST zur p-Wert Bestimmung wurde bei nominalen Variablen angewendet, wie bei der statistischen Analyse der Kanaltypen, Septierungen und Anzahl der Foramina nasale. Das für unserer statistischen Analyse verwendete Konfidenzniveau ist 95%. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit liegt bei 95%, dass die von uns statistisch ermittelten Mittelwerte in einem angegebenen Intervall liegen, dem Konfidenzintervall (KI). Durch die Regressionsanalyse geben wir den Regressionskoeffizienten (RK) an welcher uns Aufschluss gibt über die quantitative Veränderung unseres statistisch errechneten Wertes, wenn sich eine einflussreiche unabhängige Variable sich um eine Einheit ändert. In unserem Fall ist diese Variable das Alter oder das Geschlecht. Somit gibt RK an, ob ein Mittelwert mit zunehmendem Alter größer oder kleiner wird und um welchen Wert genau. 3.3.2.2 Qualitativer und quantitativer Vergleich Einige erhobene Daten sollen mit anderen analogen Studien auf Übereinstimmungen oder Abweichungen verglichen werden. Hieraus soll kenntlich gemacht werden, ob es Unterschiede in Quantität und Qualität zu anderen Messmethoden und Material gibt. Aus diesen Erkenntnissen erhoffen wir uns, Rückschlüsse auf die Bewertung des DVT-Scanners 3D Accuitomo 170 in Bezug auf die Abbildungsgenauigkeit und letztendlich auf den praktischen Einsatz zur Diagnostik und präoperativen Planung im Rahmen der Implantatchirurgie ziehen zu können. Seite 43 Material und Methoden Zum Vergleich der Daten wurde zunächst die Studie von BORNSTEIN et al. (2010) [6] verwendet. Hierbei kam ebenso ein 3D Accuitomo 170 DVT-Scanner zum Einsatz. Die Messungen beschränkten sich auf 100 Patienten und die Datenerhebung in der Sagittalebene sowie eine Charakterisierung der Kanalmorphologie in der Koronarebene. Unsere analogen Messungen in der Sagittalen waren die Messungen #1-7 und in der Koronarebene die Typisierung der Kanalform. Des Weiteren wurden die Vergleichstudien von SONG et al. 2009 [63], MRAIWA et al. 2004 [43], JACOBS et al. 2007 [28] und LIANG et al. 2009 [37] ausgewählt. Hierbei kamen zur Erhebung der Daten unterschiedliche Bildgebungsverfahren zum Einsatz, wie die Spiral-Computertomographie, hochauflösende Magnetresonanztomographie, Mikro-CT und digitale Volumentomographie. Darüberhinaus wollten wir unsere, mit dem DVT erhobenen Daten, mit ursprünglichen Schädelanalysen vergleichen, welche ohne bildgebende Verfahren erhoben wurden, um Aussagen über die Abbildungsqualität zu treffen. Hierzu haben wir die Arbeit von HASSMANN (1975) [18] ausgewählt, in der diverse knöcherne Kanäle unter anderem mit Hilfe von Xantopren-Blau Ausgüssen vermessen und charakterisiert wurden. Der Canalis incisivus wurde hierbei in Länge und Breite vermessen sowie Querschnittsform und Kanaltyp registriert. Seite 44 Ergebnisse 4. Ergebnisse Es wurden für die Erhebung der repräsentativen Daten 200 DVT-Scans von 200 Patienten ausgewertet. Darunter befanden sich 94 weibliche und 106 männliche Personen mit einem Durchschnittsalter von 44,96 Jahren (Tabelle 1). Die DVTScans entstanden alle innerhalb eines Zeitraums von 2 Jahren (2011-2013). 4.1 Ergebnisse der Analyse nach Betrachtungsebene 4.1.1 Ergebnisse der Analyse in der Sagittalebene Die Messergebnisse der Dimensionen des Canalis incisivus und der umgebenden knöchernen Strukturen ergaben folgende Resultate: Der Mittelwert für die nasalen Öffnungen betrug 3,43mm und für das deutlich weitere Foramen incisivum 4,49mm. Der Durchmesser für die Mitte des CI betrug im Mittelwert 2,48mm und ist somit die engste Stelle des Kanals. Der CI hat eine Länge von 11,15mm im Mittelwert. Die Evaluierung der bukkalen Knochenwand ergab im Mittel eine zunehmende Breite von krestal nach apikal. Folgende Durchschnittswerte wurden erhoben: Für die krestale Messung #5 = 6,38mm, Messung #6 = 6,39mm und für die apikale Messung #7 = 7,66mm. Der Durchschnittswinkel zwischen Spina-nasalis-Ebene und Kanalverlauf beträgt 104,39 Grad. Mittelwerte und Standardabweichungen (Sagittalebene) Messungen #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Mittelwert 3,43 2,48 4,49 11,16 6,74 6,73 7,48 Minimum 0,67 0,34 0,7 2,10 0,57 0,6 0,5 Maximum Stand. Abweich. 7,72 9,16 11,41 19,80 10,00 9,8 12,97 1,54 1,33 1,71 2,87 1,60 1,50 1,61 Tabelle 4: Analyse der Ausdehnung in (mm) des Canalis incisivus und begleitender knöcherner Strukturen in der Sagittalebene der digitalen volumentomographischen Bildgebung. (3D Accuitomo 170) Seite 45 Ergebnisse [mm] Messung Grafik 1: Darstellung der Analyse der Ausdehnung (in mm) des Canalis incisivus und begleitender knöcherner Strukturen in der Sagittalebene der digitalen volumentomographischen Bildgebung (3D Accuitomo 170) durch die Messungen #1-#7. Die Analyse der potentiellen Einflussfaktoren wie Geschlecht und absolutes Alter auf die Messergebnisse des Canalis incisivus und der bukkalen Knochenlamelle ergaben folgende Werte: Das Geschlecht der untersuchten Patienten hatte einen statistisch signifikanten Einfluss auf die Dimensionen der bukkalen Knochenlamelle (#5,#6,#7), wie in Tabelle 5a dargestellt. Die Ausdehnung des Canalis incisivus unterlag bis auf einen Wert (#1) einem statistisch signifikanten Einfluss des Geschlechts. Die Messergebnisse zeigen signifikant kleinere Werte beim weiblichen Geschlecht, wie aus der Grafik 2 deutlich hervorgeht. Für die Winkelmessungen konnte kein signifikanter Zusammenhang zum Geschlecht hergestellt werden. Seite 46 Ergebnisse Dimension des CI in Abhängigkeit vom Geschlecht (Sagittalebene) Messung Weiblich Männlich 95% KI RK #1 3,27 (1,49) #2 Sig. 3,57 (1,56) -0,736 – 0,124 -0,306 0,162 2,28 (1,24) 2,67 (1,39) -0,740 - -0,009 -0,379 0,045 #3 3,96 (1,29) 4,96 (1,90) -1,410 - -0,520 -0,096 0,000022 #4 10,18 (2,37) 12,02 (3,01) -2,600 - -1,075 -1,840 0,000004 #5 6,36 (1,54) 7,10 (1,58) -1,170 - -0,320 -0,750 0,001247 #6 6,37 (1,48) 7,05 (1,46) -1,110 - -0,290 -0,013 0,000823 #7 7,24 (1,56) 7,69 (1,64) -0,910 - -0,007 -0,454 0,046653 Tabelle 5a: Ergebnisse der Analyse zeigen einen statistisch signifikanten Einfluss des Geschlechts auf die erhobenen Daten (Durchschnittswerte und Standardabweichungen in mm). Signifikanzniveau α = 0,05. KI=Konfidenzintervall (95%) der mittleren Differenz zwischen männlich und weiblich. RK=Regressions-Koeffizient zeigt um welchen Wert (mm) sich die Dimension der gemessenen Einheit ändert (Sagittalebene). Nummerierung nach Tabelle 2 [mm] *** Signifikanz *** * α < 0,05 = * α < 0,01 = ** α < 0,001 = *** ** *** * Messungen Grafik 2: Geschlechtsspezifische Gegenüberstellung der Mittelwerte in Millimetern der Messungen #1 – #7 (Sagittalebene) . Die Abhängigkeit der erhobenen Daten vom Alter wurde ebenfalls untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass das Alter in nur drei Fällen die Messergebnisse signifikant beeinflusst hat. In zwei Fällen (#2, #3) zeigt sich eine Zunahme der Größe mit fortschreitendem Alter. In den übrigen Messungen lässt sich eine Verkleinerung der Dimension der anatomischen Struktur mit Höhe des Alters erkennen (Tabelle 5b). Seite 47 Ergebnisse Dimension des CI in Abhängigkeit vom Alter (Sagittalebene) Messung Mittelwert 95%-Konfidenzintervall RK Sig. #1 3,43 -0,014 – 0,009 -0,002 0,703 #2 2,48 -0,004 – 0,015 0,005 0,273 #3 4,49 0,015 - 0,039 0,027 0,000011 #4 11,16 -0,220 - 0,190 -0,001 0,900 #5 6,74 -0,030 - -0,007 -0,019 0,00150 #6 6,73 -0,024 - -0,002 -0,013 0,0175 #7 7,48 -0,015 – 0,009 -0,003 0,924 Tabelle 5b: Ergebnisse der Analyse zeigen einen statistisch signifikanten Einfluss des Alters auf die erhobenen Daten (Durchschnittswerte in mm). Signifikanzniveau α = 0,05. KI=Konfidenzintervall (95%). RK=Regressions-Koeffizient zeigt um welchen Wert (mm) sich die Dimension der gemessenen Einheit pro steigendem Alter (1 Jahr) ändert (Sagittalebene). Die Evaluierung der morphologischen Variationen und die Klassifizierung des Canalis incisivus in 5 verschiedene Typen in der Sagittalebene führt zu folgenden Ergebnissen: In den 200 ausgewerteten DVT-Scans kam Kanaltyp 1 mit n=37 vor, Kanaltyp 2 war mit n=59 am häufigsten vertreten, Kanaltyp 3 stellte sich nur mit n=15 dar und wurde damit am seltensten gemessen, Kanaltyp 4 war mit n=31 und Typ 5 mit n= 58 vertreten. Somit sind Typ 2 mit 29,5% und Typ 5 mit 27% die am häufigsten vorkommenden morphologischen Varianten. Eine konusförmige geradlinige Kanalform mit einer Erweiterung in Richtung Foramen incisivum (Typ 2) und eine gebogene Kanalform mit Erweiterungen an beiden Öffnungen (Typ 5) konnten ebenfalls registriert werden. Allgemein lässt sich sagen, dass Kanal Typ 3 mit Abstand am seltensten vorkommt. Typ 4 und 5 kommen deutlich häufiger bei Männern als bei Frauen vor. Typ 2 und 3 kommen nahezu gleich oft vor, während Typ 1 häufiger bei Frauen vorkommt. Es besteht dabei jedoch keine signifikante Beeinflussung durch das Geschlecht oder Alter, wie es in Tabelle 6 und Grafik 3 zu sehen ist. Seite 48 Ergebnisse Häufigkeiten der Kanaltypen (Sagittalebene) Kanal-Typ Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4 Typ 5 Female n=94 22 (23,4%) 32 (34%) 8 (8,5%) 10 (10,6%) 22 (23,4%) Male n=106 15 (14,2%) 27 (25,5%) 7 (6,6%) 21 (19,8%) 36 (33,9%) Anzahl (n) n=37 n=59 n=15 n=31 n=58 Prozent 18,5 29,5 7,5 15,5 27 Tabelle 6: Analyse der morphologischen Variationen des Canalis incisivus und geschlechtsspezifische Verteilung in der Sagittalebene. Grafik 3: Darstellung der geschlechtsspezifischen Verteilung der morphologischen Variationen des Canalis incisivus (Typ1-Typ5) (Sagittalebene). Die Streckenmessung (Messung #8) zwischen der Spina nasalis anterior und der bukkalen Wand des Foramen nasale ergab folgende Werte: Der gesamte Mittelwert betrug 13,60mm mit einem geschlechtsspezifisch signifikanten Zusammenhang (p=0,0075). Der Abstand ist beim weiblichen Geschlecht im Mittel um 0,579mm signifikant kleiner als beim männlichen Geschlecht (siehe hierzu auch Tabelle 7). Der geringste gemessene Abstand betrug 6,32mm und der größte Abstand 21,63mm. Eine signifikante Beeinflussung durch das Alter konnte nicht nachgewiesen werden (p=0,398). Seite 49 Ergebnisse Spa. – F.nasale (Sagittalebene) Geschlecht Weiblich Männlich Gesamt Mittelwert SD KI (95%) 13,11 2,12 -1,00 - -0,156 14,04 2,58 13,61 RK -0,579 Sig. 0,0075 2,41 Tabelle 7: Darstellung der Ergebnisse der Streckenmessung zwischen Spa und bukkalen Wand des Foramen nasale. Geschlechtsspezifische Verteilung und Prüfung auf Signifikanz. SD=Standardabweichung in der Sagittalebene 4.1.2 Ergebnisse der Analyse in der Axialebene In der Axialebene wurden fünf verschiedene Messungen getätigt, um den Canalis incisivus zu charakterisieren. Zum einen wurde der Durchmesser aller nasalen Öffnungen des Kanals vermessen - hierbei betrug der Mittelwert 4,6mm, ein signifikanter geschlechts- oder altersspezifischer Einfluss konnte dabei nicht bestätigt werden -, zum anderen zeigen die Frauen gegenüber den Männern im Mittelwert eine kleinere nasale Öffnung des Kanals. Mit dem Alter verringern sich die Messwerte um 0,002mm pro Jahr (p=0,82). Mittelwertanalyse Foramina of Stenson (Axialebene) Messung Mittelwert Gesamt Standard Abweichung #1 4,6 1,77 Weiblich 4,42 Männlich 4,76 Tabelle 8a: Mittelwertanalyse der Addition aller Durchmesser der Foramina nasales (in mm) in der Axialebene und geschlechtsspezifischer Vergleich. Die Messung der Anzahl der Foramina nasales ergab folgendes Ergebnis: Eine einzelne Öffnung gab es bei 36 Patienten, zwei Öffnungen wurden bei 114 Patienten diagnostiziert, 38 Patienten hatten drei nasale Öffnungen und bei 12 Patienten konnte ein Kanal mit vier nasalen Öffnungen erkannt werden. Somit tritt in 57 Prozent aller Fälle ein Kanal mit 2 Foramina nasales auf. Seite 50 Ergebnisse Analyse der nasalen Öffnungen (Axialebene) Nasale Öffnungen: Anzahl: Prozent: Weiblich: Männlich: 1 36 18% 14 22 2 114 57% 65 49 3 38 19% 11 27 4 12 6% 4 8 Tabelle 8b: Verteilung der Häufigkeiten der Anzahl der nasalen Kanalöffnungen (Axialebene). Anzahl der nasalen Öffnungen Grafik 4: Geschlechtsspezifische Darstellung der Häufigkeiten der Anzahl der nasalen Kanalöffnungen (Axialebene). Die Form des Canalis incisivus wurde zudem unter dem morphologischem Aspekt in rund oder oval eingeteilt, wobei der Kanal an sich eine runde Morphologie hat. Lediglich die nasalen Öffnungen unterscheiden sich voneinander, wobei ovale nasale Öffnungen im oberen Drittel des Kanals in eine runde Form übergehen. Bei 144 DVT-Scans konnte ein Kanal mit runden Öffnungen diagnostiziert werden. Lediglich 56 Bilder zeigten ovale Öffnungen (siehe Tabelle 9). Seite 51 Ergebnisse Analyse der Kanalform (Axialebene) Messung #3: Anzahl: Prozent: Weiblich: Männlich: rund 144 72% 60 84 oval 56 28% 34 22 Tabelle 9: Verteilung der Häufigkeit der Anzahl von runden und ovalen Kanalformen, sowie ein geschlechtsspezifischer Vergleich (Axialebene). Die Anzahl der Septierungen innerhalb des Hauptkanals teilte sich wie folgt auf: Kein Septum wurde bei 116 Patienten gefunden. Ein Septum, welches den Kanal in 2 Lumina aufteilt, wurde in 15 Fällen entdeckt. Zwei einzelne, voneinander separierte Septen, wurden nicht diagnostiziert. Drei Septierungen, die mittig aufeinander zulaufen und den Kanal in drei Lumina aufteilen, wurden bei 61 Patienten registriert. In 8 Fällen wurden vier Septierungen registriert (Tabelle 10). Es besteht nach unseren Ergebnissen keine signifikante Beeinflussung durch das Alter oder das Geschlecht. Dennoch fällt auf, dass im Durchschnitt ältere Patienten (50 – 100 Lj.) weniger Kanalseparierungen aufweisen als jüngere. Beziehungsweise haben Patienten in höherem Alter prozentual mehr Kanäle ohne Septierungen und weniger bis keine Kanäle, die drei oder vier Septierungen besitzen, im Gegensatz zu jüngeren Patienten (Grafik 5 und 6). Analyse der Kanalseptierungen (Axialebene) Messung #4: Anzahl: Prozent: Weiblich n=94: Männlich n=106: Alter 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 69 70 - 100 0 116 57% 55 59 1 15 8% 5 11 3 61 31% 30 32 4 8 4% 4 4 32 (52%) 6 (10%) 21 (33%) 3 (5%) 12 (48%) 1 (4%) 11 (44%) 1 (4%) 12 (35%) 8 (24%) 12 (35%) 2 (6%) 22 (76%) 26 (84%) 12 (63%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 6 (21%) 5 (16%) 6 (32%) 1 (3%) 0 (0%) 1 (5%) Tabelle 10: Geschlechts- und altersspezifische Verteilung der Häufigkeiten des Vorkommens von Septierungen innerhalb des Canalis incisivus (Axialebene). Schematische Darstellung der Anordnung der Septen. Seite 52 Ergebnisse Anzahl der Septierungen Grafik 5: Geschlechtsspezifische Darstellung der Häufigkeiten des Vorkommens von Septierungen innerhalb des Canalis incisivus in Prozent (Axialebene). Alter in Jahren Grafik 6: Altersspezifische Verteilung der Häufigkeiten des Vorkommens von Septierungen innerhalb des Canalis incisivus in Prozent (Axialebene). Seite 53 Ergebnisse Separate Seitenkanälchen zeigten sich nur bei fünf Patienten. Hier konnten wir ein oder zwei laterale bzw. anterior vom Canalis incisivus gelegene externe Kanäle erkennen. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Kiefer zusätzliche separate Kanäle vorkommen, liegt nach unseren Ergebnissen bei 1:40 Für die Ermittlung des geringsten Abstandes zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen wurden 200 DVT-Scans in der Axialebene ausgewertet. Bei 29 Patienten fehlten beide Frontzähne, ein Patient hatte Frontzahnimplantate und bei 12 Patienten waren die Wurzelspitzen der Frontzähne des Oberkiefers kaudal des Foramen incisivum gelegen, so dass 42 Patienten aus der Evaluierung dieser Messung herausgenommen werden mussten. Somit verbleiben 158 Auswertungen. Im Durchschnitt betrug der Abstand 2,92mm, wobei keine signifikante Beeinflussung durch das Geschlecht bestand (p=0,524) (Tabelle 11). Das Alter hingegen beeinflusste die Messergebnisse signifikant (p<0,001). Mit zunehmendem Alter (pro Jahr) vergrößert sich der Abstand durchschnittlich um 0,036mm (Tabelle 13). Abstand Frontzahn - CI (Axialebene) Geschlecht Weiblich Männlich Gesamt Mittelwert 2,8199 3,0154 2,9269 Standardabweichung 1,45349 1,22574 1,33292 N 71 87 158 Tabelle 11: Mittelwertanalyse der Abstandsmessung zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen sowie geschlechtsspezifische Verteilungen (Axialschicht). Seite 54 Ergebnisse Mittelwertanalyse der Altersgruppen (Axialebene) Alter Mittelwert Anzahl 20 - 29 2,27 59 30 - 39 2,72 21 40 - 49 3,11 26 50 - 59 3,59 24 60 - 69 3,96 21 70 - 79 4,00 7 80 - 89 --- 0 90 - 100 --- 0 Tab.12: Aufteilung der Patienten in Altersgruppen mit jeweiligem Mittelwert des Abstandes zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen [mm] Alter in Jahren Grafik 7: Mittelwertanalyse der Abstandsmessung zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen sowie geschlechtsspezifische Verteilungen (Axialebene). Seite 55 Ergebnisse Teilt man die Patienten dem Alter nach in acht Gruppen ein und stellt einen Vergleich der einzelnen für jede Gruppe spezifischen Mittelwerte an, so zeigt das Ergebnis eine kontinuierliche Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Frontzahn und der bukkalen Wand des CI mit Zunahme des Alters (Tab. 12 und Grafik 7). Signifikanzprüfung Alter / Geschlecht (Axialebene) Parameter RK Standardfehler Sig. 95%-Konfidenzintervall Untergrenze Obergrenze Weiblich -,123 ,192 ,524 -,503 ,257 Männlich ,123 ,192 ,524 -,257 ,503 ,000 Alter ,036 ,006 ,024 ,047 Tabelle 13: Darstellung der Signifikanzprüfung der Abhängigkeit der Messgröße vom Alter und Geschlecht. RK= Regressions-Koeffizient (Axialschicht). Seite 56 Ergebnisse 4.1.3 Ergebnisse der Analyse der Koronarebene Innerhalb der Koronarschicht wurden zwei Analysen vorgenommen: Zum einen die Messung der Dimensionen des Durchmessers des Canalis incisivus auf mittlerer Höhe und zum anderen eine Charakterisierung und Klassifizierung der anatomischen Variationen des Kanals in fünf Typen. Zum quantitativen Vergleich wurde diese Einteilung nach der Studie von BORNSTEIN et al. (2010) [6] modifiziert angefertigt. Folgende Verteilung lag vor: Typ A wurde in 49 Fällen diagnostiziert, Typ B wurde in 32 Fällen registriert, der Y-förmige Typ C- Kanal wurde mit 71 mal am häufigsten erkannt. Das sind anteilig 35,5% von 200 ausgewerteten Bildern. Typ D wurde in 34 Fällen registriert und Typ E am seltensten mit 14 Fällen. Da in deren Studie die Kanaltypen C,D und E nicht separat analysiert wurden, wurden die Ergebnisse zum Vergleich addiert. Somit ergibt sich ein Wert von 119 (59,5%). Siehe hierzu auch Tabelle 14 und Grafik 8. Morphologische Variationen des CI (Koronarebene) Klassifikationen / Typ A Weiblich Anzahl % innerhalb Weiblich Männlich Anzahl % innerhalb Männlich Gesamt Anzahl % innerhalb Gesamt B 20 E 5 94 21,3% 18,1% 40,4% 14,9% 5,3% 100,0% 20 9 106 27,4% 14,2% 31,1% 18,9% 8,5% 100,0% 34 14 200 24,5% 16,0% 35,5% 17,0% 7,0% 100,0% 49 Tabelle 14: Darstellung der Verteilung der Häufigkeit der Kanaltypen A,B,C,D und E. Die Klassifizierung erfolgte in der Koronarebene anhand von DVTAufnahmen 15 32 38 D 14 29 17 C Gesamt 33 71 Summe: Anzahl % Gesamt 119 59,5% Seite 57 Ergebnisse Morphologische Variationen des CI (Koronarebene) Grafik 8: Geschlechtsspezifische prozentuale Darstellung der Verteilung der Häufigkeit der Kanaltypen A,B,C,D und E. Die Klassifizierung erfolgte in der Koronarebene anhand von DVT-Aufnahmen Der Mittelwert für die Breitenmessung des Kanals innerhalb der Koronarebene beträgt 3,18mm. Es besteht keine signifikante Beinflussung durch das Geschlecht. Breite des Kanals (Koronarebene) Geschlecht Mittelwert Standardabweichung Weiblich 3,184 1,085 Männlich 3,177 1,187 Gesamt 3,181 1,137 N 94 106 200 Tabelle 15: Darstellung der Mittelwertregistrierung des Kanaldurchmessers in der Koronarebene und geschlechtsspezifische Verteilung Seite 58 Ergebnisse 4.2 Quantitativer Vergleich Es wurde ein Vergleich der Messwerte mit den Werten aus der Studie von BORNSTEIN et al. (2010) [6] angestellt, die ebenfalls durch DVT-Scans mit dem Accuitomo 170 erhoben wurden, jedoch mit einer geringeren Patientenanzahl von N=100. Analoge Messungen und Charakterisierungen fanden in der Sagittal- und Koronarschicht statt. Zudem wurde ein Vergleich der Messungen # 1,3,4,5,6,7 (Sagittalebene) (Tab. 2) und Typisierung der Kanalmorphologie in der koronaren Ebene vorgenommen. Des Weiteren wurden Ergebnisse aus Studien miteinbezogen, welche anhand von Computertomographie und MicroCT Aufnahmen gewonnen wurden. Zum einen die Studie von MRAIWA et al. (2004) [43], bei der die 2D und 3D CTBildgebung verwendet und 34 Spiral CT Scans ausgewertet wurden: zum anderen zwei Studien aus 2009. XIN LIANG et al. [37] untersuchten die Variationen des Canalis incisivus mittels histologischer Bilder durch einen HighResolution Magnet-Resonanz- Tomographen und einen CT von 163 menschlichen Schädeln und 120 bestehenden Oberkiefer CT-Scans. WUCHUL SONG et al. [63] verwendeten in ihrer Studie einen MicroComputertomographen, um den Canalis incisivus dreidimensional zu rekonstruieren und zu klassifizieren. Aufgrund des geringen Umfangs von Messungen in den erwähnten Studien von 2004 und 2009, konnten nur wenige Daten miteinander verglichen werden (Tab. 17). Messungen BORNSTEIN et al Unsere Mittelwerte Differenz #1 3,49 mm 3,43 mm - 0,06 mm #3 4,45 mm 4,49 mm + 0,04 mm #4 10,99 mm 11,15 mm + 0,16 mm #5 6,50 mm 6,38 mm - 0,12 mm #6 6,59 mm 6,39 mm - 0,20 mm #7 7,60 mm 7,66 mm + 0,06 mm Tabelle 16: Vergleich unserer Messergebnisse mit den Ergebnissen der Studie von BORNSTEIN et al. aus der Sagittalebene. Seite 59 Ergebnisse Der Vergleich zeigt, dass unsere Messungen nur sehr geringfügige Abweichungen bis maximal zwei Zehntel Millimeter aufweisen (Tabelle 16 und Grafik 9). Ebenso findet sich auch in unserer Studie ein signifikanter Zusammenhang zwischen den erhobenen Daten und dem Geschlecht wieder. Das Geschlecht der untersuchten Patienten hatte einen statistisch signifikanten Einfluss auf die Dimensionen der bukkalen Knochenlamelle (#5,#6,#7), wie in Tabelle 5a dargestellt. Die Ausdehnung des Canalis incisivus unterlag bis auf einen Wert (#1) einem statistisch signifikanten Einfluss des Geschlechts. Die Messergebnisse zeigen signifikant kleinere Werte beim weiblichen Geschlecht Messung: [mm] Grafik 9: Vergleich unserer Messergebnisse (Mittelwerte in mm) mit den Ergebnissen der Studie von BORNSTEIN et al. (Messung #1-#7)(Sagittalebene). Seite 60 Ergebnisse Wie in Tabelle 17 dargestellt, ist Messung #4 die einzige, welche in allen Studien gleichfalls vorgenommen wurde. Hier zeigt sich ein deutlicher Unterschied zwischen den erhoben Daten durch die DVT-Bildgebung und die der CTBildgebung. Lediglich die Micro-CT-Messungen durch SONG et al. [63] zeigten nur sehr geringe Abweichungen zu unseren Messungen. Die Messungen des Durchmessers der Foramina of Stenson (#1) und des Foramen incisivum (#3) finden sich außer bei BORNSTEIN et al. [6] nur noch bei MRAIWA et al. [43]. Auch hier scheint es größere Abweichungen zwischen den durch CT und DVT erhobenen Daten zu geben. Wertevergleich verschiedener Publikationen (Sagittalebene) Messungen BORNSTEIN et al MRAIWA et al. XIN LIANG SONG et et al al. Bildgebung: DVT Spiral CT #1 3,49 mm 4,9mm 3,43 mm #3 4,45 mm 4,6mm 4,49 mm #4 10,99 mm 8,1mm #5 6,50 mm 6,38 mm #6 6,59 mm 6,39 mm #7 7,60 mm 7,66 mm CT 9,9mm Micro-CT 11,5mm Unsere Mittelwerte DVT 11,15 mm Tabelle 17: Vergleich der Ergebnisse der Studien von BORNSTEIN et al (DVT), MRAIWA et al (CT), LIANG et al (CT), SONG et al (micro-CT) und unseren. (Sagittalebene) In Abbildung 25 erkennt man die schematischen Darstellungen der Kanaltypisierung beider Studien. BORNSTEIN et al. [6] fassen die Typen C,D und E in ihrer Statistik zusammen. Nach unseren Ergebnissen dominiert die Kanalform Typ C. Auch in der Zusammenlegung der Messdaten von Typ C, D und E zeigt sich hier ein Übergewicht von 59,5%. In der Studie von BORNSTEIN et al. [6] sind die Typen A mit 45% und C mit 40% am häufigsten vertreten. Somit besteht hier eine größere Differenz zwischen den Studien. Geringste Abweichungen treten bei dem Vorkommen des B-Typus auf. Hierbei liegen die Werte beider Studien bei 16% und 15% (Tab.18 und Grafik 10). Seite 61 Ergebnisse Abb.25: Vergleich der schematischen Darstellung der Typisierung der unterschiedlichen CI Morphologien (Koronarebene). BORNSTEIN et al. [6] (unten) [11], unsere Charakterisierung (oben). Morphologische Variationen des CI (Sagittalebene) Klassifikationen / Typ A Ergebnisse un-­‐ serer Studie Anzahl BORNSTEIN et al. Anzahl % n= 200 % n=100 B 49 24,5% 32 Gesamt C,D,E 119 200 16% 59,5% 100,0% 29 15 33 100 45% 15% 40% 100,0% Differenz (%) 20,5% 1% 19,5% 100,0% Tabelle 18: Vergleich der Häufigkeiten des Vorkommens der einzelnen Kanaltypen in beiden Studien (Sagittalebene). Seite 62 Ergebnisse Grafik 10 : Gegenüberstellung der Häufigkeiten des Vorkommens der einzelnen Kanaltypen in beiden Studien, wobei die Typen C,D,E zum besseren Vergleich zusammengefasst wurden (Sagittalebene). Des Weiteren fand durch die oben bereits erwähnten Studien eine Charakterisierung und Klassifizierung der morphologischen Variationen des Canalis incisivus statt. In Abbildung 26 und Tabelle 19 werden die Häufigkeiten der Kanaltypen aller beteiligten Studien beschrieben. Um die einzelnen Ergebnisse miteinander vergleichen zu können, müssen die Kanalbezeichnungen in allen Studien einheitlich betrachtet werden. SONG et al. [63] typisieren den Kanal in der axialen Ebene auf mittlerer Höhe. Somit können hierbei keine Schlussfolgerungen auf die Anzahl der nasalen Öffnungen gezogen werden, was als Hauptkriterium der anderen Klassifizierungen gilt. SONG et al. [63] beschreibt nur die Kanalform, wobei alle Formen zwei Foramina nasale besitzen. Seite 63 Ergebnisse Unsere Klassifizierung 2013 (DVT) SONG et al 2009 (micro CT) [63] BORNSTEIN et al 2010. (DVT) [6] MRAIWA et al 2004. (CT) [43] A B C Abb.26: Schematische Darstellungen der unterschiedlichen morphologischen Variationen des Canalis incisivus der einzelnen Studien. Seite 64 Ergebnisse Bezugnehmend auf die Häufigkeiten der Kanaltypen zeigt der Vergleich der einzelnen Studien eine recht deutliche Diskrepanz der prozentualen Anteile (Tab. 19). In den meisten Fällen zeigt sich, dass in der Addition die Kanaltypen C,D und E am häufigsten auftreten, wobei nicht alle Studien diese Formen einzeln differenzieren. Auch der Typ A-Kanal kommt in den meisten Studien relativ häufig vor. Weitere Gemeinsamkeiten oder gar Übereinstimmungen können nicht bestimmt werden. Einige Studien zeigen in einzelnen Vergleichen annähernde Werte. So wie zum Beispiel Studie 1 und 2 in Bezug auf den B-KanalTyp oder Studie 1 und 3 in Bezug auf den A-Typ. Es lassen sich daraus aber keine Verallgemeinerungen ableiten. Klassifikation / Typ 1 Unsere Messung 2 BORNSTEIN et al 3 MRAIWA et al 4 LIANG et al A B C D+E C+D+E Anzahl 49 32 71 48 119 % n= 200 24,5% 16% 35% 24% 59,5% Anzahl 29 15 --- --- 33 % n=100 45% 15% --- --- 40% Anzahl 8 --- 22 4 25 % n=34 23,5% --- 64,7% 11,8% 76,5% Anzahl 53 --- 47 20 67 % n =120 44% --- 39% 17% 56% Tabelle 19: Vergleich einzelner Studien bezugnehmend auf die Häufigkeiten der Kanaltypen. (Koronarebene) Grafik 11: Vergleich aller Studien bezugnehmend auf die prozentualen Häufigkeiten der Kanaltypen. (Koronarebene) Seite 65 Ergebnisse Ein Vergleich unserer Ergebnisse mit den ohne Bildgebung erhobenen Daten von HASSMANN 1975 [18] konnte aufgrund anderer Messmethodik nur teilweise oder abgewandelt gestellt werden. So wurde die Länge des CI nicht mittig gemessen, sondern jeweils die Länge der anterioren und posterioren Begrenzung des CI. Um einen Vergleich anzustellen, haben wir die Ergebnisse beider Messungen gemittelt. Die Breite des Kanals wurde in unserer Studie in der Koronarebene auf Höhe der Mitte erfasst, während HASSMANN [18] sie kurz vor der Teilung des Kanals ermittelte. Die Formanalyse wurde mit Hilfe von Xantopren-Blau Ausgüssen registriert und erfasst drei verschiedene Haupttypen. Da diese Typisierung stark von unseren Bezugspunkten zur Typerfassung abweicht, konnte somit kein Vergleich angestellt werden. Die Tabelle 15 zeigt eine Gegenüberstellung der Ergebnisse beider Arbeiten. Es zeigen sich in der Breite und Form des Kanals nur sehr geringe Abweichungen, während in der Längenerfassung etwas größere Unterschieden bestehen. Vor allem weichen die Minimal-Werte stärker voneinander ab. Hierzu auch Grafik 12a,b und c. Länge Mittelwert Max. Min. Breite Unsere Studie n=200 11,16 mm 19,80 mm 2,10 mm HASSMANN Abweichung n=76 14,6 mm 21,5 mm 7,00 mm +3,34 mm +1,70 mm +4,90 mm Mittelwert n=200 3,18 mm n=32 4,18 mm +1,00 mm Max. Min. 6,33 mm 0,7 mm 7,00 mm 3,00 mm +0,67 mm +2,30 mm Form Rund n=200 72,00% n=34 70,59% 1,41% Oval 28,00% 29,41% 1,41% Tab.: 20 Gegenüberstellung unserer Ergebnisse mit den Ergebnissen aus der Arbeit von HASSMANN und Abweichungen Seite 66 Ergebnisse Breitenmessung mm Längenmessung mm Grafik 12a: Darstellung der Ergebnisse der Längenmes-­‐ sung und Abweichungen. Besonders sticht hier der Minimal-­‐Wert heraus. (Ko-­‐ ronarebene) Grafik 12b: Darstellung der Ergebnisse der Breitenmes-­‐ sung und Abweichungen. Besonders sticht hier der Minimal-­‐Wert heraus. (Sagittalebene) Form Grafik 12c: Darstellung der Ergebnisse der Formevalu-­‐ ierung und Abweichungen. Besonders sticht hier der Minimal-­‐Wert heraus. (Axialebene) Seite 67 Ergebnisse 4.3 Beantwortung der ursprünglichen Fragestellungen in der Übersicht 1. Besteht ein statistisch sig. Zusammenhang zwischen den einzelnen Messgrößen der anatomischen Strukturen und dem Geschlecht? Es besteht eine sig. Beeinflussung einiger Messdaten durch das Geschlecht. Hierzu zählen in der Sagittalebene die Messungen #2,#3,#4 welche die Ausdehnungen des CI beschreiben, #5,#6,#7 welche die bukkale Lamelle verifizieren und #8 welche den Abstand zwischen Spa und CI beschreibt. In der Axialebene unterliegt die Evaluierung der Anzahl der F.nasale einer sig. geschlechtspez. Beeinflussung. 2. Besteht ein statistisch sig. Zusammenhang zwischen den einzelnen Messgrößen der anatomischen Strukturen und dem Alter? Es wurde eine sig. Beeinflussung einiger weniger Daten durch das Alter festgestellt. Hierzu Zählen die Messungen #3,#5,#6, welche die Ausdehnung des CI und Nachbarstrukturen in der Sagittalebene beschreiben sowie in der Axialschicht die Abstandsmessung zwischen Frontzahnwurzel und CI. 3. Korrelieren bestimmte Kanaltypen mit der Winkelmessung zwischen Nasenboden und Kanalverlauf? Es konnten weder ein Zusammenhang der Winkelvermessung mit dem Auftreten bestimmter Kanaltypen noch eine sig. Beeinflussung durch Geschlecht oder Alter nachgewiesen werden. 4. Besteht ein statistisch sig. Zusammenhang zwischen den Kanaltypen in der sagittalen und frontalen Ebene mit dem Geschlecht? Es besteht keine sig. Beeinflussung der Kanalform durch das Geschlecht. Seite 68 Ergebnisse 5. Besteht ein statistisch sig. Zusammenhang zwischen den Kanaltypen und der Anzahl von Septierungen innerhalb des Kanals und kommen Septierungen geschlechtsspezifisch vor? Es konnte kein sig. Zusammenhang zwischen den Kanaltypen und dem Auftreten von Septierungen nachgewiesen werden. Ebenfalls unterliegen die Septierungen keiner sig. Beeinflussung durch das Geschlecht 6. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass externe separate Kanäle auftreten? Die Wahrscheinlichkeit das anterior gelegene externe Kanäle auftreten liegt nach unseren Ergebnissen bei 1:40. 7. Mittelwertanalysen für Durchschnittswerte Siehe Tabellen im Kapitel Ergebnisse. 8. Wie groß ist der Mittelwert des Abstandes zwischen Frontzahn und bukkaler Wand des Kanals und gibt es einen altersabhängigen Zusammenhang? Im Durchschnitt betrug der Abstand 2,92mm, wobei keine signifikante Beeinflussung durch das Geschlecht bestand. Das Alter hingegen beeinflusste die Messergebnisse signifikant. Mit zunehmendem Alter vergrößert sich der Abstand durchschnittlich um 0,036mm (Tabelle 13). 9. Besteht ein statistisch sig. Zusammenhang zwischen Messgröße der Strecke (Spa. – F.nasale) und dem Geschlecht oder Alter? Es konnte eine sig. Beeinflussung des Geschlechts festgestellt werden. Der Abstand ist beim weiblichen Geschlecht im Mittel um 0,579mm signifikant kleiner als beim männlichen Geschlecht (Tabelle7). Seite 69 Diskussion 5. Diskussion 5.1 Allgemeiner Teil In unserer Studie sollte, mittels digitaler Volumentomographie, anhand des 3D Accuitomo 170 der Firma Morita, der Canalis incisivus anatomisch vermessen und typisiert werden. Hierbei sollte zudem ein Vergleich mit anderen Studien erhoben werden, welche den Canalis incisivus mit gleicher Methodik oder auch anderen Bildgebungsverfahren bereits analysiert haben. Aus den hieraus gewonnenen Erkenntnissen sollten Vor- und Nachteile bezüglich der präoperativen Planung im Rahmen der Oberkiefer-Frontzahn-Implantatchirurgie, aber auch der Nutzen im diagnostischen Bereich bezüglich apikaler Veränderungen, entzündlicher Prozesse und unklarer Schmerzsymptomatiken herausgearbeitet werden, um somit einen klinisch relevanten Nutzen daraus zu ziehen. Seit der Entwicklung der DVT und deren Einführung in den zahnmedizinischen und den mund-, kiefer- und gesichtschirurgischen Bereich im Jahre 1998, wie bereits oben erwähnt, wurden diese Systeme technisch schnell weiterentwickelt, so dass der Indikationsbereich sich immer mehr erweiterte. Diese Arbeit zeigt deutlich die klinische Relevanz des benützten DVT-Gerätes, besonders im Hinblick auf die Planung von Implantatpositionierungen. Mit einer hohen Auflösung und einer kleinen dargestellten Schichtdicke ist es uns möglich gewesen, den Canalis incisivus in seiner morphologischen Vielfalt makroskopisch umfangreich darzustellen. Es liegen zwar bereits Studien vor, die unterschiedliche Bildgebungsverfahren nutzen, um den Canalis incisivus zu charakterisieren, jedoch nicht so ausführlich und umfangreich wie in unserer Arbeit. Auch fehlte bisher eine genaue Gegenüberstellung dieser einzelnen Studien, um die Vor- und Nachteile der einzelnen Bildgebungsverfahren aufzuzeigen und den DVTScanner 3D Accuitomo 170 der Firma Morita qualitativ und quantitativ einzuordnen. Seite 70 Diskussion 5.2 Diskussion Material und Methode Wie bereits erwähnt, gründet sich unsere Methodik auf die von BORNSTEIN et al. [6] im Jahre 2010 veröffentlichte Studie, in der ebenso ein 3D Accuitomo 170 der Firma Morita verwendet wurde, um den Canalis incisivus zu charakterisieren. Jedoch haben wir bewusst die Anzahl der untersuchten DVT-Scans verdoppelt, um eine größere Aussagekraft zu erhalten. Zudem wollten wir eine möglichst umfangreiche anatomische Analyse des Kanals vornehmen, um eventuelle Grenzen im Bezug auf die Abbildungsgenauigkeit und Abbildungsqualität des 3D Accuitomo 170 aufzuzeigen. Somit wurden Messdaten in allen drei Körperebenen erhoben und Typisierungen der Kanalform in zwei Ebenen vorgenommen. Die analogen Messungen zu anderen Studien sollen Vor- und Nachteile in den Bildgebungseigenschaften erkenntlich machen und als Anhaltspunkt unserer Daten dienen. Wie oben beschrieben, wurden nach BORNSTEIN et al. [6] vier weitere Studien analysiert und mit unseren Daten verglichen. Die Schwierigkeit hierbei bestand darin, dass die jeweiligen Methoden und Herangehensweisen, um den Canalis incisivus zu charakterisieren, doch recht unterschiedlich waren und somit ein direkter Datenvergleich nur zum Teil möglich war. Es wurde jedoch versucht aussagekräftige Gemeinsamkeiten zu finden, um einzelne Ergebnisse gegenüberstellen zu können oder aber Unterschiede in der Methodik deutlich zu machen, welche nicht zuletzt auch auf die verschiedenen Bildgebungsverfahren zurückzuführen sind, und hieraus Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren aufzuzeigen. So mussten beispielsweise, um die Klassifikation der Kanaltypen in der Frontalebene miteinander zu vergleichen, mehrere unterschiedliche Typen zusammengefasst werden, da andere Studien ihre Charakterisierungen nicht so weit differenziert hatten. Die Auswahl der 200 DVT-Scans wurde randomisiert aus der Datenbank der Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Universitätsklinik Hamburg-Eppendorf entnommen. Hierbei wurden Patienten mit pathologischen Seite 71 Diskussion Veränderungen im Bereich der anterioren Maxilla wie Zysten, Neoplasien und Frakturen oder mit Zahnimplantaten im oberen Frontzahnbereich aus der Analyse ausgeschlossen, um physiologisch nachvollziehbare Norm-Daten erheben zu können. Zudem wurde das Alter der untersuchten Patienten auf 20 bis 100 Jahre eingeschränkt und in sieben Altersgruppen unterteilt. Das FOV sollte bei allen Bildern 170x120mm betragen. Die Schwierigkeit hierbei bestand darin, Bilder mit einem großen FOV in der Datenbank zu finden, welche keine Pathologien im Oberkiefer zeigten, die mögliche Messungen hätten verfälschen können. Ebenfalls kritisch ist die unterschiedliche Altersverteilung der Patienten zu erwähnen. So ist die Anzahl der Patienten in den Altersgruppen von 70 bis 100 Jahren doch etwas zu gering, um möglichst exakte und repräsentative altersabhängige Vergleiche untereinander ziehen zu können. Zudem nimmt die Bildqualität mit zunehmendem Alter und Gewicht ab (Ritter et al. 2006) [47]. Obwohl die Anfertigung der Aufnahmen und die Patientenpositionierungen nach einem Standardprotokoll abliefen, ist anzumerken, dass die Aufnahmen von unterschiedlichen Personen angefertigt wurden, was somit die einheitliche Standardisierung leicht beeinträchtigen könnte. Um anatomische Strukturen zu vermessen und Aussagen über die Beeinflussung der Daten durch das Alter zu treffen, wurden die unterschiedlichen Morphologien der einzelnen Altersgruppen untereinander verglichen. Zur Erhärtung der daraus gewonnenen Erkenntnisse könnte man dies in einer Langzeitstudie untersuchen, bei der mehrere DVT-Scans einer Person oder mehrerer Personen über einen längeren Zeitraum angefertigt und analysiert werden, um somit direkte Veränderungen in Form und Ausdehnung zu erfassen. Seite 72 Diskussion 5.3 Diskussion der Ergebnisse In unserer Studie wurden die Ergebnisse der Messungen nach Körperebenen unterteilt. In der Sagittalebene wurden insgesamt acht Messungen getätigt und eine Typisierung der Kanalmorphologie vorgenommen, um den Canalis incisivus möglichst detailliert zu charakterisieren. Die Messungen 1,3,4,5,6,7 sind analog zu den Messungen der BORNSTEIN et al. Studie [6]. Hierbei wurden vor allem die bukkale Knochenlamelle anterior des Canalis incisivus sowie die Länge des Kanals und die Breite der Öffnungen analysiert und miteinander verglichen. Die Ausdehnung dieser Strukturen, deren Vermessung und Beschreibung stellen wichtige Anhaltspunkte für die Planung von Implantaten in der Frontzahnregion dar. Dies bestätigt auch unsere Messung bezüglich des Abstandes zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen aus der Axialebene, welcher im Mittel mit 2,9mm als sehr gering einzuschätzen ist. In unseren Ergebnissen zeigen sich ebenfalls signifikante Zusammenhänge dieser Messungen mit dem Alter und Geschlecht. So sind die weiblichen anatomischen Ausdehnungen der bukkalen Knochenwand und Kanalgröße (ausgenommen des F.nasale) signifikant kleiner als die der männlichen Patienten. Mit zunehmendem Alter zeigt sich eine sagittale Verkleinerung der bukkalen Knochenlamelle und eine signifikante Vergrößerung der palatinalen Öffnung des Kanals (Tabelle 5b). Die Typisierung des Canalis incisivus in der Sagittalen zeigt uns fünf verschiedene Klassen und eine hohe morphologische Variabilität. Die Typisierung des Kanals in der Koronarebene, wie sie auch von einigen anderen Autoren beschrieben wurde [43,6,63,37], zeigt ebenfalls eine große Vielfalt. Wir registrierten auch hier fünf verschiedene Klassen, die sich vor allem in ihrer Anzahl an nasalen Öffnungen unterscheiden. Eine einzelne bis hin zu vier Öffnungen in die Nasenhöhle sind mit dem 3D Accuitomo 170 registrierbar. Da man diese aufgrund von Überlagerungen nicht anhand einer einzelnen Ebenenanalyse diagnostizieren kann, benötigten wir hierfür zusätzlich die Axialebene des DVT-Scans. Im Durchschnitt kommt am häufigsten die Kanalform mit zwei nasalen Öffnungen vor, wobei diese lediglich einen Anteil von 35,5% einnimmt. Seite 73 Diskussion Demzufolge zeigen fast zwei Drittel andere Formen (Tabelle 14). Ein weiterer interessanter Punkt ist die Evaluierung von knöchernen Septen innerhalb des Incisivuskanals. Diese Daten wurden in der Axialebene erhoben. Legt man die Anzahl der Septierungen zugrunde, zeigen sich vier unterschiedliche Kanaltypen: Kanäle ohne Septen sowie Kanäle mit einer, drei oder gar vier Septierungen. Insgesamt konnten bei 43% der untersuchten DVT-Scans Kanäle mit Septierungen gefunden werden. Dabei trat mit Abstand am häufigsten der Kanal mit drei Septierungen auf (n=61). Dagegen konnten vier Septierungen nur 8-mal und eine Knochensepte nur in 15 Fällen registriert werden. Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen der Anzahl der Septierungen und dem Alter oder Geschlecht errechnet werden, dennoch fällt auf, dass die Kanäle älterer gegenüber denen jüngerer Patienten deutlich weniger Septierungen aufweisen. Dies ist besonders auffällig ab dem 50. Lebensjahr. In diesem Zusammenhang könnte es u.a. interessant und von besonderer klinischer Relevanz sein, durch eine neue Studie Abhängigkeiten zwischen der Osseointegration und Nonosseointergation von Implantaten in diesem Bereich und der Anzahl von Septierungen des Canalis incisivus zu untersuchen. Des Weiteren wurden anhand der Axialebene der geringste Abstand zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen gemessen. Nach unseren Messungen zeigen die Mittelwerte zwischen den Gruppen der 20-29- sowie 70-100-Jährigen eine Differenz von 1,73mm. Wie im Ergebnisteil beschrieben, gibt es einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Alter und dem Abstand. Interessanterweise zeigt sich mit zunehmendem Alter ein größer werdender Abstand der Zahnwurzel zum Kanallumen. Zur exakteren Interpretation dieser Ergebnisse sollten hierzu weiterführende Untersuchungen unternommen werden. FULYA et al. 2012 [46] untersuchten in ihrer Studie mit Hilfe digitaler volumentomographischer Bildgebung u.a. die Breite der bukkalen Kortikalis des Alveolarfortsatzes im Oberkiefer in Bezug zu unterschiedlichen Gesichtstypen von Patienten im Alter zwischen 20 und 45 Jahren. Hierbei konnte festgestellt werden, dass die charakterisierten Gesichtstypen einen signifikanten Einfluss auf die Breite der Kortikalis haben. Die Messungen wurden im Bereich vom Eckzahn bis zum zweiten Prämolaren analysiert. Seite 74 Diskussion Übertragen auf die Frontzähne würden diese Ergebnisse schlussfolgernd bedeuten, dass der Abstand zwischen Zahnwurzel und Canalis incisivus ebenfalls vom Gesichtstypus abhängig sein könnte. Andere Studien, welche die bukkale kortikale Knochenbreite analysierten, wie die von FARNSWORTH et al. 2011 [13], fanden im Oberkieferseitenzahnbereich eine signifikante Altersabhängigkeit. FAYED et al. 2010 [14] untersuchten diesbezüglich Patienten im Alter von 19 bis 27 Jahren und stellten fest, dass der Oberkiefer eine signifikant breitere bukkale und palatinale Kortikalis bei älteren Patienten zeigte. Die erwähnten Studien beziehen sich lediglich auf die Breite der Kortikalis des Alveolarfortsatzes. Dieser Aspekt sollte für weiterführende Analysen des sich vergrößernden Abstandes zwischen Frontzahnwurzel und Kanallumen mit dem Alter in Bezug auf die Kortikalis der Frontzähne aufgegriffen werden. Allerdings sollten hier auch noch andere Aspekte mit in Betracht gezogen werden, da u.a. unterschiedliche Gesichtstypen für dieses Phänomen ebenfalls eine Rolle spielen könnten [46]. TASCHIERI et al. 2011 [65] untersuchten in ihrer Studie die morphologischen Variationen der Wurzeln von Frontzähnen im Oberkiefer und deren Beziehung zu umliegenden anatomischen Strukturen. Hierbei wurde unter anderem ebenfalls der Abstand der Wurzel zum CI analysiert, jedoch erst 4mm vom Apex entfernt. Der gemessene Mittelwert betrug hier 4,71mm und liegt damit 1,79mm über unserem Durchschnittswert, wobei ein aussagekräftiger Vergleich aufgrund unterschiedlicher Referenzpunkte nicht möglich war. Die nahe Lagebeziehung zum CI und den darin befindlichen neurovaskulären Strukturen, vor allem bei jüngeren Patienten, stellt für mögliche endodontische chirurgische Eingriffe eine größere Herausforderung dar, da ein höheres Risiko für Gefäß und Nervenverletzungen besteht, besonders mit dem Hintergrund der großen morphologischen Variationen des Canalis incisivus. Im Zuge der Evaluierung des CI wurden in einigen Fällen separate, externe Kanäle anterior oder lateral vom CI gelegen registriert. Hierbei wurde die Sagittalund Axialebene zur Hilfe genommen. Jedoch konnten wir dieses Phänomen nur bei fünf Patienten erfassen, das heißt bei lediglich 2,5%. Somit liegen wir mit unseren Ergebnissen weit unter denen anderer Studien mit dieser Seite 75 Diskussion Fragestellung. VON ARX et al. 2013 [67] zeigten in ihrer Studie die Präsenz von Knochenkanälen in der anterioren Maxilla, abgesehen vom CI, mit Hilfe der DVT. Hierbei wurden bei 49 von 176 Patienten (27,8%) weitere Kanäle entdeckt, welche zu 56,7% mit dem Canalis sinuosus kommunizierten. OLIVEIRASANTOS et al. 2012 [45] beurteilten ebenfalls durch die Nutzung eines DVT das Vorkommen von zusätzlichen Foramina und Kanälen im anterioren Gaumen. 28 von 178 Patienten (15,7%) zeigten zusätzliche Foramina mit einem Durchmesser von mindestens einem Millimeter. Die meisten Öffnungen standen auch hier in enger Beziehung zum Canalis sinuosus oder bildeten die Öffnungen eines Kanals, der den Gaumen und die Nasenhöhle direkt verband. In nur zwei Fällen kam es zu Verbindungen mit dem Foramen incisivum und CI. Die deutlichen Unterschiede zu unseren Ergebnissen könnten sich damit erklären lassen, dass wir nur separate Kanäle in unmittelbarer Nähe des CI analysierten und auch nur solche mit direkter Verbindung zur Nasenhöhle. Zusätzliche Öffnungen im anterioren Gaumen wurden in unserer Studie als Nebenbefund nicht erfasst. Dennoch könnten auch diese Erkenntnisse für chirurgische Eingriffe wie Implantationen in dieser Region sehr wichtig sein, um neurovaskuläres Gewebe, welches in diesen Öffnungen und Kanälen zu vermuten ist, präoperativ radiologisch zu identifizieren. Schäden an diesen Strukturen könnten Hyperästhesien, Parästhesien oder Schmerzen auslösen. [38] Seite 76 Diskussion 5.3.1 Vergleich unserer Ergebnisse mit anderen Studien Um unsere Daten besser in Qualität und Quantität bewerten zu können, vor allem Gemeinsamkeiten oder Abweichungen zu anderen Messmethoden und Material deutlich zu machen sowie schließlich Rückschlüsse auf die Bewertung des DVT-Scanners 3D Accuitomo 170 in Bezug auf die Abbildungsgenauigkeit und den praktischen Einsatz zur Diagnostik von apicalen Veränderungen, entzündlichen Prozessen, unklaren Schmerzsymptomatiken und präoperativen Planungen im Rahmen der Implantatchirurgie ziehen zu können, haben wir Vergleiche mit anderen Studien durchgeführt. Wie zuvor bereits erwähnt gibt es in der Literatur einige Studien mit analogen Messungen, die wir zum Vergleich unserer Daten ausgewählt haben. Hierunter befindet sich die Studie von BORNSTEIN et al. 2010 [6]. Die Gegenüberstellung dieser Studie sollte zum Abgleich einiger erhobener Daten dienen, da auch hier der DVT-Scanner 3D Accuitomo 170 zum Einsatz kam, jedoch u.a. unter Betrachtung einer geringeren Patientenzahl. Analoge Messungen und Charakterisierungen fanden in der Sagittal- und Koronarschicht statt. Wie in Tabelle 13b deutlich zu sehen ist, zeigt die Mittelwertanalyse beider Studien bezüglich der Vermessung des Canalis incisivus und umliegender knöcherner Strukturen nur geringe Abweichungen innerhalb der Messungen #17. Die Differenzen liegen im Bereich von +0,16mm bis -0,12mm. Ebenfalls konnten die signifikanten Zusammenhänge zwischen dem Geschlecht und den einzelnen Daten bestätigt werden. Die Messergebnisse zeigen signifikant kleinere Werte beim weiblichen Geschlecht. Ein signifikanter Zusammenhang mit dem Alter konnte nur bei drei Messungen festgestellt werden (Tabelle 5b). Anhand dieser Übereinstimmungen können wir im Bezug auf die anatomische Vermessung die erhobenen Daten von BORSTEIN et al. [6] bestätigen (Tabelle 16 und Grafik 9). Bei der Charakterisierung und Typisierung des Canalis incisivus in der Koronarebene zeigten sich hingegen unterschiedliche Ergebnisse. Da BORNSTEIN et al. [6] nur drei Hauptklassen unterscheiden, fassen wir zum besseren Vergleich mit dieser Studie die Typen C,D und E zusammen. Seite 77 Diskussion Während Kanaltyp B in beiden Studien nahezu gleichermaßen vertreten ist, variiert die prozentuale Verteilung der restlichen Typen. Addiert man in unserer Studie die Typen C,D und E, so bilden sie die größte Gruppe mit einem Anteil von fast 60%. Das heißt nahezu drei von fünf Patienten hatten einen einlumigen Kanal mit einer nasalen Aufzweigung in zwei, drei oder vier Öffnungen. BORNSTEIN et al. [6] sehen hier nur einen Anteil von 40%. In ihrer Studie dominiert der einlumige Typ-A-Kanal mit nur einer nasalen Öffnung. Diese Ergebnisabweichung könnte darauf zurückzuführen sein, dass wir in unserer Studie für diese Charakterisierung die Axialebene mit eingeschlossen haben. Überlagerte Öffnungen und Seitenkanäle können so besser diagnostiziert werden, was eine genauere Differenzierung der Kanaltypen ermöglicht. Dieser Unterschied kann bei der präoperativen Implantatplanung bezüglich Lage und Form des Implantates durchaus entscheidend sein. Die Insertion des Implantats in den Kanal oder der Kontakt mit darin befindlichem Nervengewebe kann zu einer Nonosseointegration sowie zu Empfindungsstörungen führen [37,30]. Die komplikationslose Einheilung von Implantaten ist in der frontalen Region der Maxilla besonders wichtig, um eine optimale Ästhetik, Phonetik und Funktion zu gewährleisten. Wie bereits im Einleitungsteil erwähnt, gibt es unterschiedliche Techniken für die Insertion von Implantaten als Ersatz für fehlende obere Schneidezähne. So wurde von ARTZI Z. et al [3] eine Möglichkeit beschrieben den Canals incisivus, im Zuge der Implantatvorbohrung, zu durchdringen und vorgefertigtes Knochenmaterial in den Kanal einzubringen. Der Weichgewebeinhalt des Kanals wie Nerven und Gefäße wurden hierbei nach posterior verdrängt. Andere Autoren wie ROSENQUIST & NYSTRÖM 1992 [52], SCHER 1994 [54] und VERARDI & PASTAGIA (2012) [70] beschreiben ein Verfahren bei dem der Canalis incisivus zunächst durch eine Weichgewebskürettage von Nerven und Gefäßen befreit wird. Anschließend wurde dieser mit autologer Knochenspäne oder alloplastischer Knochentransplantate wieder gefüllt und im Zuge der GBR mit einer Membran versorgt. Bei beiden verfahren traten keine Sensibilitätsstörungen auf. Diese Tatsache ist vermutlich der Überschneidenden Inervierungsareale des Nervus incisivus und Nervus palatinus major geschuldet. Dieses lässt Seite 78 Diskussion vermuten, dass die Positionierung eines Implantats in dieser Region keine negative Auswirkung auf die Empfindung hat. Dennoch können nicht korrekt positionierte Implantate zu Sensibilitätsstörungen und Schmerzsymptomatiken führen. Wird das Weichgewebe des Canalis incisivus nicht ausreichen entfernt oder ein Implantat bei nicht ausreichender präoperativen Planung und ungenauer Darstellung des Canalis incisivus falsch platziert kann es durch Reizungen von Ästen des Nervus incisivus zu Schmerzsymptomen und Empfindungsstörungen kommen. KRAUT & BOYDEN [30] berichteten 1998, dass ca. 4% der Inzisivuskanäle eine Größe haben die sich nachteilig auf die Platzierung von Implantaten auswirken. Ebenso scheint eine Ausreichende Analyse der Ausdehnung und Lagebeziehung des Kanals zu umgebenden Strukturen für eine optimale Osseoinegration eines Implatates in dieser Region wichtig zu sein. Des Weiteren stellten wir einen Vergleich unserer Ergebnisse mit der Studie von SONG et al. 2009 [63] auf. In dieser Ex vivo Studie wurde ein Micro-CT verwendet, um an 56 Oberkiefern, die von menschlichen Leichnamen stammten, die Hauptstrukturen des Canalis incisivus dreidimensional zu untersuchen, zu rekonstruieren und zu klassifizieren. Zusätzlich wurde eine histologische Schnittuntersuchung des Kanals vorgenommen um den Weichgewebeinhalt zu analysieren. Die einzige analoge Messung in beiden Studien ist die Dimension der Länge des Kanals. Mit 11,5mm im Mittelwert zeigte sich hier die dichteste Annäherung an unsere Messung von 11,1mm im Vergleich zu anderen Studien. Bei der Klassifizierung des Kanals wurde ebenfalls eine Axialschicht hinzugezogen. Jedoch wurde die Typisierung auf mittlerer Höhe des Kanals vorgenommen, was keine Rückschlüsse auf die Anzahl der Foramina of Stenson zulässt. Die Aufzweigung des Kanals in drei oder vier nasale Öffnungen findet nach unseren Studien viel weiter kranial von der Mitte aus statt. Auf mittlerer Höhe lässt sich anhand unserer Studien nur die Differenzierung der Typen A, B und zum Teil auch C feststellen, nicht aber die der Typen D und E. Dagegen zeigten sich in der Micro-CT-Analyse bis zu vier Kanälchen auf mittlerer Höhe. Das heißt, der Klassifizierung des Kanals wird in der Studie von SONG et al. [63] nicht die Anzahl der nasalen Öffnungen zugrunde gelegt, sondern die Anzahl von Kanälchen innerhalb des Hauptkanals. In unserer DVT-Analyse sind Seite 79 Diskussion diese Kanälchen nur vereinzelnd als knöcherne Septen zu erkennen, nicht aber als konstant durchlaufende Strukturen. Dieses Phänomen wurde auch von SONG et al. [63] mittels Micro-CT und histologischer Schnittuntersuchungen festgestellt. Letztendlich zeigt sich in unserer Untersuchung dieser Septenaufteilung ebenfalls eine Differenzierung in einen ein-, zwei-, drei-, und vierlumigen Kanal, wobei das Vorkommen der einzelnen Variationen in beiden Studien ähnlich häufig ist. Am häufigsten tritt der einlumige Kanal ohne Septierungen auf, es folgt der dreilumige und daraufhin der zweilumige Kanal. Am seltensten ist der vierlumige Kanal (Tabelle 10, Grafik 5 und 6). Der Vergleich der Studien zeigt, dass die Ex-vivo-Studie mittels Micro-CT-Aufnahmen bei der dreidimensionalen Rekonstruktion eines Teiloberkiefers mit Inzisivuskanal Vorteile in Auflösungsvermögen und Abbildungsqualität gegenüber unseren „3D Accuitomo 170“ Scans besitzt. Ein weiterer Nachteil unseres DVT-Scanners zeigt sich in der Weichgewebedarstellbarkeit, welche in der Studie von SONG et al. [63] mittels zusätzlicher histologischer Untersuchungen ermöglicht worden war, um den Inhalt der Kanäle darzustellen. Dennoch lässt sich sagen, dass es quantitativ nur sehr geringe Unterschiede gibt. Dies zeigt sich v.a. im Vergleich der Darstellbarkeit der Knochensepten und in der Vermessung des Canalis incisivus. Eine weitere Vergleichsstudie ist die Arbeit von MRAIWA et al. [43]. In dieser Studie wurde 2004 ebenfalls der Inzisivuskanal in seinen morphologischen Dimensionen mittels zweidimensionaler und dreidimensionaler Bildgebung vermessen. Die 34 Aufnahmen wurden mit einem Spiral-CT Somatom plus S der Firma Siemens zur präoperativen Planung von Implantatpositionierungen angefertigt. Im Vergleich der Messdaten, wie in Tabelle 17 dargestellt ist, zeigt sich, dass die Spiral-CT Daten, im Vergleich zu den anderen Studien, die größten Differenzen zu unseren Ergebnissen aufweisen. Weitere analoge Messungen erfassen die Dimensionen der nasalen und palatinalen Öffnungen sowie die Länge des Kanals. Die Differenzen liegen zwischen +1,47mm und -3,05mm. Auch MRAIWA et al. [43] haben versucht, den Canalis incisivus zu typisieren. Dabei charakterisierten sie vier unterschiedliche Typen. Ein Y-förmiger Kanal mit zwei nasalen Öffnungen, vergleichbar mit unserem Typ-C Kanal, kam auch in dieser Studie mit 64,7% am häufigsten vor. Des Weiteren konnte in acht Seite 80 Diskussion Fällen (23,5%) ein zylinderförmiger Kanal mit nur einer nasalen Öffnung klassifiziert werden, so wie in unserer Studie der Typ A-Kanal (24,5%). In drei Fällen wurde ein Kanal mit vier nasalen Öffnungen registriert. Analog dazu ist nach unserer Typisierung der Typ E-Kanal. In einem Fall wurde ein Kanal mit drei Öffnungen registriert, dieser ist vergleichbar mit unserem Typ D-Kanal. Ein konstant verlaufender zweilumiger Kanal konnte in der Studie von MRAIWA et al. [43] mit dem Spiral-CT nicht erkannt werden. Auch signifikante Zusammenhänge zwischen Dimension, Alter und Geschlecht wurden nicht festgestellt. Hier muss man allerdings anmerken, dass die Anzahl der untersuchten CT-Scans mit 34 möglicherweise zu gering ist, um repräsentative Aussagen über allgemein gültige Häufigkeiten und signifikante Abhängigkeiten zu treffen. Dennoch zeigt sich auch mit dem Spiral-CT die Möglichkeit, die unterschiedlichen Morphologien der Kanalform zu diagnostizieren. Außerdem wurde, wie in unserer Studie, die buccopalatinale Ausdehnung der bukkalen Knochenlamelle an drei Messpunkten evaluiert. Dabei wurde eine durchschnittliche Weite von 7,6mm ermittelt, mit einer Bandbreite von 2,9mm bis 13,6mm. Unsere Mittelwerte dieser drei Messungen reichen von 0,6mm bis 9,91mm. Ein Gesamtmittelwert von 6,81 mm wurde errechnet. Somit können auch wir die Aussage von MRAIWA et al. [43] bestätigen, dass durch die hohe Bandbreite und gerade durch die bei einigen Patienten sehr geringen Mittelwerte, eine Platzierung von Implantaten anterior des Canalis incisivus aus Platzmangel nicht möglich wäre. Ergänzend konnten wir in unserer Studie feststellen, dass die Ausdehnung der bukkalen Knochenlamelle in Messungen #5 und #6 mit dem Alter signifikant abnimmt (p=0,001 und p=0,017 (Tabelle 5b)). Folglich ist mit zunehmendem Alter die Voraussetzung für eine Implantatsetzung in dieser Region als ungünstiger zu beurteilen. Kritisch ist hierbei anzumerken, dass die erhobenen Daten unabhängig der dentalen Situation des jeweiligen Patienten erhoben wurden. BORNSTEIN et al. [6] konnten in ihrer Studie zeigen, dass sich das Fehlen der vorderen oberen Schneidezähne maßgeblich verstärkend auf die Abnahme der horizontalen Breite der bukkalen Knochenlamelle auswirkt. In unserer Studie zeigt sich zudem auch zwischen den Geschlechtern ein signifikanter Unterschied in der Breite der Knochensubstanz Seite 81 Diskussion anterior des Canalis incisivus. Im Jahre 2000 wurden von ARTZI et al. [3] in ihrer Studie ein Implantationsverfahren gezeigt, in welchem Implantate mit aus Kortikalis und Spongiosa vorgefertigten Knochenpräparaten mittels Sofortimplantation in einen perforierten Canalis incisivus integriert wurden. Auch VERARDI & PASTAGIA (2012) [70] beschrieben eine Technik, bei der augmentativ alloplastische Knochentransplantate für den Breitenausgleich der bukkalen Knochenlamelle sowie bei vergrößertem Inzisivuskanal verwendet wurden, um Implantate in dieser Region zu inserieren. JACOBS et al. [28] zeigte 2007 in seiner Ex-vivo-Studie eine mikroanatomische Untersuchung an vier menschlichen Oberkiefern, in der er unter anderem den Inhalt des Canalis incisivus mittels hochauflösender Magnetresonanztomographie (HR-MRI) darstellte und anschließend histologisch untersuchte. Durch diese hohe kontrastreiche Bildgebung ist es möglich, Nervengewebe und Blutgefäße vom umliegenden Weichgewebe zu differenzieren. In dieser Hinsicht zeigen sich klare Vorteile gegenüber der DVT. Jedoch können klare knöcherne Begrenzungen der Nervengefäßbündel nicht deutlich dargestellt werden [28], so dass die Indikation für die Anwendung eines HR-MRI zur präoperativen Planung der Positionierung von Implantaten lediglich eine unterstützende ist, um neurovaskuläre Strukturen nachzuweisen, was unter Umständen durchaus Sinn macht. Für die Charakterisierung und morphologische Beschreibung des Inzisivuskanales sowie die Ausdehnung der bukkalen Knochenlamelle ist diese Bildgebung im Vergleich zur DVT und CT eher ungeeignet. Eine Indikation zeigt sich in der postoperativen Nachsorge von Neuralgien. NASEL et al. [74]. Abschließend haben wir unsere, mit dem DVT erhobenen Daten, mit Ergebnissen einer ursprünglichen Schädelanalyse verglichen, welche ohne bildgebende Verfahren erhoben wurden, um Aussagen über die Abbildungsqualität zu treffen. Hierzu haben wir die Arbeit von HASSMANN (1975) [18] ausgewählt, in der diverse knöcherne Kanäle unter anderem mit Hilfe von Xantopren-Blau Ausgüssen vermessen und charakterisiert wurden. Der Canalis incisivus wurde hierbei in Länge und Breite vermessen sowie Querschnittsform und Kanaltyp registriert. Jedoch mit deutlich geringeren Messobjekten (Tab. 20). Da hierbei auch andere Messmethoden und Herangehensweisen Seite 82 Diskussion verwendet wurden konnten nicht alle Ergebnisse mit einander verglichen und analysiert werden. Es ließen sich dennoch im Bereich der Längen- und Breitenmessung Abweichungen von bis zu 3,34mm feststellen. Aufgrund der geringen Datenmengen und abweichender Messmethodik lässt sich hieraus nur sehr schwer eine qualitative Aussage, wie beispielsweise das Auftreten von Verzerrungen im Bild, über das angewandte DVT Verfahren treffen. Seite 83 Schlussfolgerung 6. Schlussfolgerung Wie unsere Studie deutlich zeigt besteht in Bezug auf die anatomischen Dimensionen der anterioren Maxilla sowie in der Lage und Typisierung des Canalis incisivus eine hohe Variabilität. Die morphologische Vielfalt dieser Strukturen konnte in unserer Studie durch die Analyse von 200 DVT Aufnahmen mit jeweils 16 Messungen und Charakterisierungen des Canalis incisivus in zwei Ebenen über bisherige Studien hinausgehend umfangreich und repräsentativ dargestellt werden. Einige Studien wie beispielsweise von MRAIWA et al. 2004 (Spiral-CT) [43], SONG et al. 2009 (Micro-CT) [63], BORNSTEIN et al. [6] 2012 (DVT) und JACOBS et al. 2007 (MRT) [28] analysierten ebenfalls diese Regionen in unterschiedlichem Umfang, Patientenzahl und mit unterschiedlicher Bildgebung. Der Vergleich unserer Daten mit diesen Studien half uns, den verwendeten DVT-Scanner 3D Accuitomo 170 in Quantität und Qualität einzuordnen, um somit auf das klinische Potential, besonders im Bezug auf die prächirurgische Planung von Implantatpositionierungen, Rückschlüsse zu ziehen. Schlussfolgernd lässt sich behaupten, dass der 3D Accuitomo 170 für diagnostische Zwecke auf diesem Gebiet sehr gut geeignet ist. Kleinste knöcherne Strukturen, wie beispielsweise unterschiedlich verlaufende Septen innerhalb des Canalis incisivus konnten, wie der Vergleich mit den Micro-CT Aufnahmen von SONG et al. [63] zeigte, gut und ausreichend abgebildet werden. Die Analyse und der Vergleich unserer Daten zeigen, dass unsere DVT-Scans ein hohes Potential besitzen für exakte Diagnostiken und Planungen, um CT-Aufnahmen für die Anwendung in der Implantatchirurgie sehr gut zu ersetzen. Die anatomischen Variationen konnten deutlich erfasst werden, was für eine komplikationslose Einheilung von Implantaten in der frontalen Maxillaregion besonders wichtig ist, um eine optimale Ästhetik, Phonetik und Funktion des Zahnersatzes zu gewährleisten und eine Fehlpositionierung zu vermeiden. Ebenso konnten signifikante Abhängigkeiten der anatomischen Messergebnisse von dem Geschlecht und zum Teil von dem Alter nachgewiesen werden. Seite 84 Schlussfolgerung Die Messung des Abstandes zwischen der oberen mittleren Schneidezahnwurzel und der bukkalen Begrenzung des Canalis incisivus zeigt einen Mittelwert von 2,9mm sowie einen signifikanten Zusammenhang mit dem Geschlecht. Wichtig sind hierbei auch die Maximal- und Minimalwerte. Der geringste Abstand betrug 0,43mm, wobei sechs Messungen unter 1,0mm lagen. Diese enge topographische Beziehung zwischen der Wurzel und dem Inzisivuskanal kann bei pathologischen Prozessen, vor allem bei solchen mit dentalem Ursprung an der Wurzelspitze oder im periradikulären Bereich, ein Übergreifen auf den Kanal und darin befindliche Strukturen begünstigen und somit auch unklare Schmerzsymptome hervorrufen. Insbesondere im Hinblick auf die effektive Strahlendosis zeigen sich für das DVT- Verfahren klare Vorteile im klinischen Alltag gegenüber der CT. Nachteile zeigen sich in der Darstellung von neurovaskulären Strukturen und anderen Weichgeweben gegenüber der MRT Diagnostik. Mikroanatomische Studien mit einem HR-MRT, wie von JACOBS et al. 2007 [28] vorgestellt, in welcher der Canalis incisivus mit dem Fokus auf die Weichgewebsstrukturen wie Nerven und Gefäße beschrieben wurde, zeigen deutliche Vorteile für das MRT in der Bildgebung von Weichgewebsstrukturen. Für die präoperative Planung zur Implantatpositionierung überwiegen diese Vorteile nur in Kombination mit einer Bildgebung, die klare knöcherne Begrenzungen darstellen kann, wie die DVT oder CT. Der Vergleich der einzelnen Arbeiten mit unterschiedlichen Bildgebungsverfahren und unterschiedlicher Schwerpunktsetzung zeigt, dass es uns möglich war, mit dem DVT-System 3D Accuitomo 170 die einzelnen Messungen aller jeweiligen Studien im Bezug auf die Hartgewebedarstellung nachvollziehen zu können und annähernde Ergebnisse zu erzielen. Somit zeigt sich ein breites Indikationsgebiet für das untersuchte DVT Gerät. Seite 85 Zusammenfassung 7. Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit war die über bisherigen Studien hinausgehende, dreidimensionale anatomische Vermessung und Charakterisierung der morphologischen Variationen des Canalis incisivus anhand von 200 Aufnahmen durch den DVTScanner 3D-Accuitomo 170 der Firma Morita. Darüber hinaus wurden weitere Studien betrachtet, die sich mit dieser Thematik auseinander gesetzt haben, um den in unserer Arbeit verwendeten DVT-Scanner mit anderen Bildgebungsverfahren zu vergleichen. Hierbei wurden Unterschiede und Gemeinsamkeiten deutlich gemacht, Vor- und Nachteile herausgearbeitet und schließlich Rückschlüsse auf die Bewertung des 3D- Accuitomo 170 im Bezug auf die Abbildungsgenauigkeit und den praktischen Einsatz zur Diagnostik von apikalen Veränderungen, entzündlichen Prozessen, unklaren Schmerzsymptomatiken und vor allem die präoperativen Planungen im Rahmen der Implantatchirurgie gezogen. Mittels digitaler Volumentomographie konnten der Canalis incisivus sowie die anterior gelegene bukkale Knochenlamelle in drei Ebenen dargestellt und evaluiert werden. Hierbei zeigte sich durch das hohe Auflösungsvermögen und die geringe Schichtdicke unseres DVT-Gerätes eine präzise Beschreibung und Klassifizierung des Inzisivuskanals. Sogar feinste Knochensepten innerhalb des Kanals konnten dargestellt werden, welche bisher in nur einer Vergleichsstudie mittels Micro-CT beschrieben worden waren. Es konnte bei der anatomischen Vermessung eine signifikante Beeinflussung durch das Geschlecht und zum Teil durch das Alter festgestellt werden. Des Weiteren haben wir eine ausführliche Typisierung des Kanals in zwei Ebenen vorgenommen, wobei wir jeweils fünf verschiedene Typen mit unterschiedlichen Häufigkeiten charakterisieren konnten. Durch die quantitative Gegenüberstellung unserer Messergebnisse mit den Ergebnissen analoger Messungen anderer Studien konnten wir feststellen, dass es im Bereich der anatomischen Vermessungen nur geringe Größenabweichungen unter den einzelnen Bildgebungsverfahren gab. Die geringsten Abweichungen stellten wir, wie erwartet, bei dem Vergleich mit der Studie von BORNSTEIN et al. [6] fest, Seite 86 Zusammenfassung die ebenfalls ein 3D Accuitomo 170 DVT verwendet hatten. Interessanterweise gab es bis auf die Arbeit von JACOBS et al. [28], welche den Inzisivuskanal mittels HR-MRI untersucht hatten und somit neurovaskuläre Strukturen und Weichgewebe darstellen konnten, keine Vergleichsstudie, der es möglich war, Strukturen und Variationen des Kanals abzubilden, welche wir in dieser Arbeit nicht auch erkennen oder vermessen konnten. Aufgrund der Möglichkeit, den Inzisivuskanal und seine topographischen Lagebeziehungen sowie feine knöcherne Strukturen innerhalb des Kanals präzise darzustellen, ist nach unseren Ergebnissen der 3D Accuitomo 170 mit seinen detailgetreuen Aufnahmen für die präoperative Implantatpositionierungsplanung sehr gut geeignet. Dafür spricht auch die bis zu viermal geringere effektive Strahlendosis gegenüber einer CT-Aufnahme. Die Insertion des Implantats in den Kanal oder der Kontakt mit darin befindlichem Nervengewebe kann zu einer Nonosseointegration sowie zu Empfindungsstörungen führen [37,30]. Die komplikationslose Einheilung von Implantaten ist in der frontalen Region der Maxilla besonders wichtig, um eine optimale Ästhetik, Phonetik und Funktion zu gewährleisten. Zur Darstellung von neurovaskulären Strukturen und Weichgewebsdifferenzierungen ist der DVTScanner ungeeignet und sollte bei diesbezüglichen Fragestellungen mit einem MRT kombiniert eingesetzt werden, da dieser wiederum nach der Beurteilung der Studie von JACOBS et al. [28] keine detaillierten knöchernen Begrenzungen der Weichgewebe darstellt. Seite 87 Abkürzungsverzeichnis 8. Abkürzungsverzeichnis A.: ant.: bucc.: CAD/CAM: CBCT: CCD: CI.: CT: DICOM: DVT: f.: FOV.: GBR: HR-MRI: IDS: LCD: Lj.: MRT: Nn.: OK: OPG: ROI: Spa.: Spp.: Tab.: UK: WHO: H: CTDI(W) Sig.: Arteria Anterior Buccal Computer-Aidet Design/Computer-Aided Manifacturing Cone Beam Computed Tomography Charge-coupled Device Canalis incisivus Computertomographie Digital Imaging and Communications in Medicine Digitale Volumentomographie Foramen Field of View Guided Bone Regeneration High Resolution - Magnetic Resonance Imaging International Dental Show liquid crystal display Lebensjahr Magnet Resonanz Tomographie Nervi Oberkiefer Orthopantomographie Region Of Interest Spina nasalis anterior Spina nasalis posterior Tabelle Unterkiefer World Health Organisation Höhe Weighted CT Dose Index Signifikant Seite 88 Literaturverzeichnis 9. Literaturverzeichnis 1. Abrams A M, Howell F V, Bullock W K: Nasopalatine cysts. Oral Surg 16: 306–332 (1963) 2. 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Ohne die finanzielle, moralische und verständnisvolle Unterstützung meiner Familie wäre mir dieser Werdegang verwehrt geblieben. Seite 96 Lebenslauf 12. Lebenslauf Entfällt aus Datenschutzrechtlichen Gründen Seite 97 Eidesstattliche Erklärung 13. Eidesstattliche Erklärung Ich versichere ausdrücklich, dass ich die Arbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die von mir angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die aus den benutzten Werken wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen einzeln nach Ausgabe (Auflage und Jahr des Erscheinens), Band und Seite des benutzten Werkes kenntlich gemacht habe. Ferner versichere ich, dass ich die Dissertation bisher nicht einem Fachvertreter an einer anderen Hochschule zur Überprüfung vorgelegt oder mich anderweitig um Zulassung zur Promotion beworben habe. Ich erkläre mich einverstanden, dass meine Dissertation vom Dekanat der Medizinischen Fakultät mit einer gängigen Software zur Erkennung von Plagiaten überprüft werden kann. Datum Unterschrift................................................ Seite 98