übersichten - MESANTIS 3D Dental

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SCHLAFMEDIZIN
Kinder und Jugendliche sollten später keine Schnarcher
und Apnoeiker werden
Die Möglichkeiten der KFO
Eine normale nächtliche Atmung ist ein wichtiger Garant der Gesamthomöostase
des menschlichen Organismus. Zahlreiche Systeme werden durch eine nächtliche
Hypoventilation oder durch eine Schlafapnoe in ihrem Gleichgewicht gestört1.
Neben kardiovaskulärer Überlastung, hormonellen Störungen und neurokognitivem Abbau können auch Störungen der Gerinnung und des Fettstoffwechsels
nachgewiesen werden. Die dramatischen Folgen eines persistierenden obstruktiven Schlafapnoe-Syndroms (OSAS,) wie zum Beispiel das Cor pulmonale und kognitive Entwicklungsverzögerungen, zeigen, dass das kindliche OSAS eine relevante Erkrankung ist und wesentliche Auswirkungen auf die Gesundheit des Kindes haben kann. Dies hat in den letzten Jahren zu einem zunehmenden Interesse
an den schlafbedingten Atemstörungen im Kindesalter geführt, welche sich von
schlafbedingten Atemstörungen beim Erwachsenen in relevanter Weise unterscheiden. Selbst milde bis moderate Formen können große Auswirkungen auf die
kindliche Gesundheit, vor allem auf die kognitive Entwicklung, haben2.
zunehmender Schnarchhäufigkeit weiter
erhöht10. Umso entscheidender ist es für
die betroffenen Kinder, dass alle medizinischen Disziplinen, die in die Behandlung von Kindern einbezogen sind, die
Symptome des OSAS im Kindesalter erkennen und adäquat interpretieren können, um die notwendigen diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen zu veranlassen11.
Eine anatomische Einengung der oberen Atemwege ist der wesentlichste Risikofaktor für ein OSAS12 (Abb. 1 und 2).
Abb. 1: 3D-gerenderte Darstellung von Knochen- und Weichteilkonturen mit Hilfe der digitalen Volumentechnologie. Es bestehen große interindividuelle Unterschiede im Bereich der oberen Atemwege: (a) eingeengte, (b) normale und (c) weite obere Atemwege. Die Daten wurden
mit einem speziellen DVT-Scanner („MESANTIS line“) aufgenommen.
Auch die Tatsache, dass das Wachstum gestört sein kann, dokumentiert
besonders eindrücklich den Einfluss,
den die Atmung auf ein komplexes System, wie es das sich entwickelnde Kind
ist, ausübt3-4. Schlafbezogene Atmungsstörungen (SBAS) im Kindesalter sind
häufig. Etwa 3 bis 12 % der Kinder im
Vorschulalter schnarchen, bei ca. 0,7 bis
3 % der 4- bis 5-jährigen Kinder liegt
ein manifestes obstruktives Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) vor5-9. Kinder,
die häufig oder immer schnarchen, haben ein signifikant erhöhtes Risiko für
schlechte Schulleistungen, das sich mit
Eine behinderte Nasenatmung durch
Adenoide stellt in diesem Zusammenhang die häufigste Ursache für die ob-
Abb. 2: Isolierte Darstellung der 3D-gerenderten Weichteilkonturen aus Abb. 1.
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struktive Schlafapnoe bei Kleinkindern
dar, die sich durch eine Adenotomie nur
vollständig therapieren lässt, wenn nicht
zusätzliche Atemwegshindernisse aufgrund einer Tonsillenhyperplasie oder
kraniofazialer Fehlbildungen vorliegen13.
Kraniofaziale Fehlbildungen kommen
bei ca. 40 % aller OSAS-Patienten vor14.
Die Rücklage des Unterkiefers ist im
zahnmedizinischen Bereich die häufigste Ursache für eine Einengung der oberen Atemwege. Eine operative Vorverlagerung des Unterkiefers führt nachweislich zur Erweiterung der oberen Atemwege15-16. Ein ähnlicher Effekt kann
auch durch Apparaturen, die den Unterkiefer nach vorne verlagern, erreicht
werden. Daher kommt der Kieferorthopädie eine besondere Bedeutung in der
Diagnostik und Therapie des OSAS zu17.
ringste Querschnittsfläche häufig unterhalb der Okklusalebene liegt. Außerdem
bestehen Unterschiede in der Länge des
weichen Gaumens20. OSAS-Patienten
weisen auch eine andere Form der oberen Atemwege und eine geringe sagittale
Distanz auf18-19, 21 (Abb. 1 und 2).
Andere Studien ergaben zusätzlich Hinweise auf eine negative Korrelation zwischen dem Body-Mass-Index (BMI) und
dem retroglossalen Atemwegsvolumen
sowie der transversalen Ausdehnung im
Bereich der geringsten Querschnittsfläche22. Auch wenn die 2D-Bildgebung in
der Vergangenheit einige wertvolle Informationen ergeben hat, kann sie dennoch nicht die komplexe Form der oberen Atemwege erfassen. In der jüngeren
Vergangenheit zeigt eine zunehmende
Anzahl von Studien, dass eine quantitative Erfassung der Dimensionen der oberen Atemwege mit einem seitlichen Fernröntgenbild nicht möglich ist23,24.
tion zwischen dem Apnoe-/HypopnoeIndex (AHI) und der lateralen (= transversalen) Ausdehnung der oberen Atemwege nach25. Dies unterstreicht einmal
mehr die Bedeutung der dritten Dimension. Der große Nachteil der CT ist
jedoch die hohe Strahlenbelastung für
den Patienten26. Damit verbietet sich
für die Diagnostik der oberen Atemwege nach §2c der Röntgenverordnung die
Anwendung einer CT nicht nur bei
Kindern und Jugendlichen, sondern
auch bei erwachsenen Patienten.
Digitale Volumentechnologie
Die digitale Volumentechnologie (DVT)
erlaubt aus einer einzigen Aufnahme sowohl die Rekonstruktion traditioneller
Röntgenaufnahmen als auch Ansichten,
die bisher nicht möglich waren27. Damit
ermöglicht die DVT eine 3D-Bildgebung
Bildgebende Diagnostik eines
mit drastisch reduzierter StrahlenbelasOSAS
tung28-29. Man muss jedoch einschränSeitliches Fernröntgenbild
kend berücksichtigen, dass dies nicht mit
Computertomographie
Obwohl die Polysomnographie unzweijedem DVT-Gerät möglich ist. So gibt es
Eine Computertomographie (CT) erfelhaft das Mittel der Wahl zur Diagnosbeispielsweise eine Reihe von DVT-Gemöglicht eine bildgebende Diagnostik
tik eines OSAS ist, bringt sie auch zwei
räten, die eine deutlich höhere Strahlenmit genaueren anatomischen Details und
große Nachteile mit sich: Sie ist sehr
belastung als CT-Geräte verursachen.
in allen drei Dimensionen. Dadurch erzeitaufwändig und teuer. Zudem ist
Setzt man aber geeignete DVT-Geräte
geben sich nicht nur 3D-Ansichten sondie genaue Lokalisation der Obstruktion
mit geringer Strahlenbelastung ein, kann
dern auch volumetrische Analysen der
bedeutsam für eine erfolgreiche Theraman zuverlässig das gesamte Atemwegsoberen Atemwege. So weisen CT-Unterpie. Deswegen war in der Vergangenheit
volumen, die geringste Querschnittssuchungen mit Messungen der anterodie kephalometrische Auswertung einer
fläche, die geringste anterior-posteriore
posterioren sowie der lateralen DimenSchädelaufnahme eine praktikable AlterAusdehnung und die geringste transversion der retropalatinalen und retroglosnative18-19. 2D-Analysen konnten zeisale Ausdehnung bestimmen (Abb. 3).
gen, dass bei OSAS-Patienten die gesalen Räume eine signifikante KorrelaZahlreiche Studien konnten bereits die
Genauigkeit quantitativer Vermessungen nachweisen30.
Außerdem werden
DVT-Datensätze in
der modernen Kieferorthopädie, Funktionsdiagnostik und
Implantologieplanung zunehmend
routinemäßig erhoAbb. 3: Darstellung der oberen Atemwege in Axialschichten eines DVTs. In diesen Schichten ist sowohl eine
ben und sind somit
Messung der sagittalen als auch der transversalen Dimension möglich. In der Literatur wird häufig zwischen drei
ohnehin vorhanverschiedenen Formen unterschieden: a) lang, b) quadratisch und c) weit.
den31.
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Kieferorthopädie der Zukunft
In unserer kieferorthopädischen Praxis
wird seit drei Jahren bei gegebener
rechtfertigender Indikation routinemäßig die DVT zur kieferorthopädischen
Behandlungsplanung eingesetzt. Sämtliche Aufnahmen werden für unsere
Praxis vom MESANTIS-Institut Berlin
angefertigt; dieses Institut ist Teil eines
im Aufbau befindlichen deutschlandweiten Netzwerkes. Das Institut verwendet ganz spezielle DVT-Geräte („MESANTIS line“), die es in dieser Konfiguration nicht auf dem freien Dentalmarkt gibt. Durch den Einsatz spezifischer Strahlenschutzmaßnahmen kann
die effektive Dosis für ein Field of View
(= darstellbarer Ausschnitt) von 13 x 17
cm auf ca. 30 µSv reduziert werden und
ist damit deutlich geringer als die Summation konventioneller Röntgenaufnahmen.
Aus den klinischen Erfahrungen der
letzten Jahre haben wir mittlerweile ein
standardisiertes Protokoll zur Evaluation
der oberen Atemwege in der Kieferorthopädie entwickelt, das wir im Folgenden vorstellen dürfen.
Zur quantitativen Evaluation der oberen Atemwege wird der 3D-Datensatz
zunächst in einem Koordinatensystem
nach der Frankfurter Horizontalebene
ausgerichtet. Anschließend werden in
der Medianebene die sagittalen Distanzen der oberen Atemwege parallel zur
Frankfurter Horizontalen auf drei Ebenen gemessen (Abb. 4):
■ auf Höhe der Spina nasalis posterior
■ auf Höhe der engsten Stelle im
Bereich des weichen Gaumens und
■ auf Höhe der engsten Stelle im
Bereich der Epiglottis
Zusätzlich werden auf den gleichen Ebenen auch die transversalen Distanzen der
oberen Atemwege routinemäßig gemessen (Abb. 5).
Mit Hilfe der Software SimPlant Ortho
Pro (Version 2.0, Fa. Materialise, München) kann das gesamte Volumen der
Abb. 4: Sagittale Darstellung der oberen
Atemwege aus einem DVT in der Medianebene. Alle Messungen erfolgen parallel zur
Frankfurter Horizontalen.
diese Methode kann eine Verfälschung
des gesamten Atemwegvolumens bedingt durch individuelle Inklination der
Oberkiefer- bzw. Unterkieferbasis ausgeschlossen werden.
Der eigentliche Nutzen der 3D-Technologie ergibt sich jedoch erst, wenn
man die Ausgangssituation in der habituellen Okklusion der angestrebten therapeutischen Unterkieferposition im sog.
Konstruktionsbiss gegenüber stellt. Nennenswerte positive kieferorthopädische
Therapieeffekte auf das Schnarchen und
das OSAS eines Patienten sind nur zu
erwarten, wenn in der habituellen Okklusion Einengungen der oberen Atemwege bestehen, die durch die Vorverlagerung des Unterkiefers in die therapeutische Position signifikant erweitert
werden (Abb. 7). Eine weitere zukunftsweisende Information erhält der/die
Abb. 5: Coronale Darstellung der oberen
Atemwege aus einem DVT. Da der Apnoe/Hypopnoe-Index insbesondere mit der
transversalen Dimension korreliert,
Abb. 7: Darstellung der oberen Atemwege
kommt dieser Ebene eine besondere Be-
mit quantitativer Auswertung parallel zur
deutung zu.
Frankfurter Horizontalen in (a) habitueller Okklusion und in (b) therapeutischer,
oberen Atemwege berechnet werden
(Abb. 6). Die Messung erfolgt parallel
zur Frankfurter Horizontalen von der
Spina nasalis posterior zur Basis des Recessus im Bereich der Epiglottis. Durch
protrudierter Unterkieferposition mit
Konstruktionsbiss im sog. „Low-DoseModus“. Bei diesem Patienten konnte die
Einengung im Bereich der Epiglottis um
den Faktor 5 erweitert werden.
a
b
Abb. 6: Beispielhafte dreidimensionale Darstellung des Volumens der oberen Atemwege bei
a) engen, b) normalen und c) weiten oberen Atemwegen.
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Abb. 8: Darstellung der reproduzierbaren Superimposition beider Datensätze (habituelle
und protrudierte Unterkieferposition). Die Messung der Querschnitte erfolgte an den gleichen Punkten wie in Abb. 7: (a) Spina nasalis posterior, (b) Uvula und (c) an der stärksten
Einengung im Bereich der Epiglottis. Durch die Vorverlagerung des Unterkiefers konnte der
Querschnitt im Bereich der Epiglottis verdreifacht werden.
Kieferorthopäde/in durch die reproduzierbare Überlagerung von habitueller
Okklusion und therapeutischer Unterkieferposition mit direkter Kalkulation
der korrespondierenden Querschnitte
(Abb. 8). Erste klinische Ergebnisse haben gezeigt, dass die Erweiterung der
oberen Atemwege durch eine Unterkiefervorverlagerung nicht bei jedem Patienten auftritt. Wenn jedoch eine Erweiterung der oberen Atemwege durch eine
Unterkiefervorverlagerung erreicht werden kann, resultiert diese nicht nur aus
der Vorverlagerung des Unterkiefers, sondern auch aus einer Dorsalverlagerung
der posterioren Wand der oberen Atemwege (Abb. 8c). Damit ergeben sich
durch die 3D-Bildgebung völlig neue As-
pekte in der Behandlung von Schnarchen und OSAS mit intraoralen Apparaturen, die bei Kindern und Jugendlichen
den Unterkiefer vorverlagern. In dem abgebildeten Fallbeispiel führt eine fünffache Erweiterung der stärksten Einengung (Abb. 7) zu einem dreifach größeren
Querschnitt im Bereich der einstigen Verengung im Bereich der Epiglottis (Abb. 8c).
Dies wiederum führte im vorliegenden
Fall zu einer Verdreifachung des gesamten
oberen Atemwegvolumens (Abb. 9).
Schlussfolgerungen
Durch die Exposition zu jungen Patienten, den zunehmenden Einsatz der digitalen Volumentechnologie in der Kieferorthopädie und die Verfügbarkeit einer
Vielfalt therapeutischer Geräte zur Vorverlagerung des Unterkiefers ist der/die Kieferorthopäde/in prädestiniert für die Diagnostik und Therapie von Kindern und Jugendlichen mit Schnarchen und OSAS,
wenn die Verengungen der oberen Atemwege mit kraniofazialen Fehlstellungen
einhergehen. Gegenwärtig läuft in Zusammenarbeit mit MESANTIS eine Reihe von klinischen Forschungsprojekten
zur weiteren wissenschaftlichen Untermauerung des hohen Nutzens der bildgebenden 3D-Analyse der oberen Atemwege in der Kieferorthopädie. Aufgrund
der demographischen Entwicklungen im
Gesundheitssystem und der hohen Gerätekosten ist es nicht wahrscheinlich,
dass in der Zukunft jede kieferorthopädische Praxis ein DVT-Gerät besitzen
wird. Aber ähnlich wie in der Medizin
wird es zukünftig zahnärztliche Röntgeninstitute geben, die diese zukunftsweisende, aber personalintensive Technologie den Zahnärzten und Kieferorthopäden zur Verfügung stellt. MESANTIS
verfügt derzeit über das größte Netzwerk zahnärztlich-röntgenologischer Institute in Deutschland.
Prof. Dr. med. dent. Axel Bumann
Margarita Nitka, Zahnärztin
Dörte Rutschke, Zahnärztin,
Dr. med. dent. Kamelia Staribratova-Reister
Dr. med. dent. Kerstin Wiemer
Praxis für Kieferorthopädie
Georgenstraße 25
10117 Berlin
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failure und sleep disordered breathing:
des Unterkiefers konnte das gesamte Volumen der oberen Atemwege verdreifacht werden.
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