Open Access

Maximilian Strümpel

• Kenntnisse über die Morphologie des Canalis infraorbitalis beim Menschen sind von großer klinischer Bedeutung. Daher sind Vermessungen des Kanals bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen. Das Studium der zugänglichen Weltliteratur zeigt jedoch, dass sich die meisten Studien zu dieser Thematik nicht mit dem Canalis infraorbitalis selbst, sondern vielmehr mit dem Foramen infraorbitale und seiner Lokalisation an der Facies anterior der Maxilla befasst haben. Abgesehen von Beschreibungen in verschiedenen Textbüchern der Anatomie, gibt es nur wenige Studien, welche sich mit der Variabilität des Canalis infraorbitalis und den Faktoren beschäftigt haben, die die Verlaufsrichtung des Canalis infraorbitalis beim Menschen beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit werden daher unter Berücksichtigung von Populationsunterschieden mögliche Faktoren untersucht, die einen Einfluss auf den Verlauf des Canalis infraorbitalis beim Menschen besitzen. Dabei beschäftigt sich die Arbeit insbesondere mit der morphologischen Beziehung zwischen dem Canalis infraorbitalis und anatomischen Nachbarstrukturen wie Orbita und Sinus maxillaris, sowie externen Schädelmaßen. Die biometrische Untersuchung des Canalis infraorbitalis erfolgte anhand von CT – Schichtaufnahmen von 65 adulten Schädeln dreier zeitlich und geografisch voneinander getrennten Populationen. Dabei handelte es sich um zwei archäologische Populationen aus Litauen und Jena sowie um eine rezente Population aus Kyoto. Zur Beurteilung der Lage des Canalis infraorbitalis wurden ausgehend vom orbitalen Eingang und fazialen Ausgang des Kanals Abstände zur Mediansagittalebene und dem Margo orbitalis inferior gemessen. Darüber hinaus wurde die projektivische Länge des Kanals im Sagittal -, Transversal – und Frontalschnitt ermittelt. Die Vermessung des Kanals erfolgte mittels der Software RadiAnt DICOM Viewer Vers. 4.6.9 (Medixant, 2011). Um die Ausrichtung des Canalis infraorbitalis zu verdeutlichen, wurde zwischen den projektivischen Längenmaßen und den verschiedenen Ebenen eine Winkelmessung mittels ImageJ Vers. 152 a (Wayne Rasband, NIH, 2018) durchgeführt. Anhand der Verlaufsrichtung im Frontalschnitt wurde schließlich eine Typisierung des Canalis infraorbitalis vorgenommen. Um die Beziehungen des Kanals zu anatomischen Nachbarstrukturen zu untersuchen und eine Einordnung in den Gesichtsschädel vornehmen zu können, erfolgte die Vermessung externer Schädelmaße sowie der Volumina von Orbita und Sinus maxillaris. Für die erhobenen Messwerte wurde unter Berücksichtigung der Populationen zunächst eine deskriptive Statistik erstellt. Anschließend erfolgte die Untersuchung der Daten auf mögliche Populationsunterschiede mithilfe des Kruskal-Wallis-Test und des Mann-Whitney-Test. Um mögliche Merkmalszusammenhänge zu überprüfen, wurden außerdem Rangkorrelations – und Regressionsanalysen durchgeführt. Bezüglich der Länge und der Ausrichtung des Canalis infraorbitalis konnten Unterschiede zwischen den Populationen herausgearbeitet werden. Signifikante Populationsunterschiede zeigten sich insbesondere in Bezug auf die Höhenmaße des Kanals, also der vertikalen Abstände seiner fazialen Öffnung zum Margo orbitalis inferior. Dabei wies die Population aus Kyoto im Vergleich zu den Populationen aus Litauen und Jena signifikant kleinere Werte für den Abstand zwischen dem fazialen Ausgang des Canalis infraorbitalis und dem Margo orbitalis inferior auf. Obgleich sich über alle Populationen hinweg signifikante Zusammenhänge zwischen externen Schädelmaßen und den Maßen des Canalis infraorbitalis nachweisen ließen, konnten diesbezüglich auch Populationsunterschiede herausgearbeitet werden. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Schädelgrößen der untersuchten Populationen, konnte gezeigt werden, dass die Population aus Kyoto die größten Werte für die projektivischen Kanallängen aufwies. Dies deutet darauf hin, dass neben der Schädelgröße auch andere Faktoren Einfluss auf den Canalis infraorbitalis besitzen. Anhand von Korrelationsanalysen konnte festgestellt werden, dass auch die Größe der Orbita und des Sinus maxillaris einen signifikanten Einfluss auf die Morphologie des Canalis infraorbitalis haben. Unter Berücksichtigung aller Populationen konnte eine Einteilung des Canalis infraorbitalis in zwei Typen vorgenommen werden. Dabei verlief der Kanal im Frontalschnitt entweder von kraniolateral nach kaudomedial (Typ 1), oder von kraniomedial nach kaudolateral (Typ 2). Typ 1 trat dabei mit einer Häufigkeit von 76, 6% auf, während Typ 2 nur in 23,4% der Fälle beobachtet werden konnte. Darüber hinaus wurde überprüft, ob die Größenbeziehungen von Orbita und Sinus maxillaris einen Einfluss auf die Verlaufsrichtung des Kanals besitzen. Mithilfe eines dafür erstellten Indexes, der das Größenverhältnis von Sinus maxillaris und Orbita zueinander beschreibt, ließ sich dies jedoch nicht nachweisen. Die vorliegende Arbeit liefert detaillierte Angaben zu Ausrichtung, Länge und Verlauf des Canalis infraorbitalis beim Menschen. Unter Berücksichtigung aller Ergebnisse dieser Studie, unterliegt die Morphologie des Canalis infraorbitalis dem Einfluss verschiedener Faktoren. Neben der Schädelgröße, der Größe von Orbita und Sinus maxillaris können auch epigenetische Faktoren wie Klima oder Nutrition einen Einfluss auf die Kanalmorphologie besitzen. Diese Arbeit kann dabei als Grundlage dienen, um diesen Einfluss in künftigen Populationsstudien zu verifizieren. Solche Kenntnisse können schließlich auch für verschiedene klinische Fachgebiete wie der Mund- Kiefer- und Gesichtschirurgie, der ophtalmologischen Chirurgie und der Hals-Nasen-Ohrenheilkunde von Interesse sein.
• Knowledge of the morphology of the human infraorbital canal is of great clinical importance. Therefore, measurements of the canal have already been the subject of numerous investigations. However, a study of the available world literature shows that most studies on this subject have not dealt with the infraorbital canal itself, but rather with the infraorbital foramen and its localization on the facies anterior of the maxilla. Apart from descriptions in various anatomy textbooks, few studies have addressed the variability of the infraorbital canal and the factors affecting the direction of the infraorbital canal in humans. Therefore, in the present work, possible factors that influence the course of the infraorbital canal in humans are examined, taking population differences into account. The work deals in particular with the morphological relationship between the canalis infraorbitalis and anatomical neighboring structures such as the orbit and sinus maxillaris, as well as external skull dimensions. The biometric examination of the infraorbital canal was performed using CT tomographic images of 65 adult skulls from three temporally and geographically separated populations. These were two archaeological populations from Lithuania and Jena and a recent population from Kyoto. To assess the position of the infraorbital canal, distances from the orbital entrance and facial exit of the canal to the median sagittal plane and the margo orbitalis inferior were measured. In addition, the projective length of the canal was determined in sagittal, transverse and frontal sections. The canal was measured using the software RadiAnt DICOM Viewer Vers. 4.6.9 (Medixant, 2011). To clarify the orientation of the infraorbital canal, an angle measurement was performed between the projective lengths and the different planes using ImageJ Vers. 152 a (Wayne Rasband, NIH, 2018). Finally, the infraorbital canal was typed based on the direction of the frontal section. External dimensions of the skull and the volumes of the orbit and maxillary sinus were measured in order to examine the relationship of the canal to neighboring anatomical structures and to be able to classify it in the facial skeleton. Descriptive statistics were first created for the measured values, taking the populations into account. The data was then examined for possible population differences using the Kruskal-Wallis test and the Mann-Whitney test. In addition, rank correlation and regression analyzes were carried out to examine possible correlations between characteristics. Differences between the populations could be worked out with regard to the length and orientation of the infraorbital canal. Significant population differences were found in relation to the height of the canal, i.e. the vertical distance between its facial opening and the inferior orbital margolia. The population from Kyoto showed significantly smaller values for the distance between the facial exit of the canalis infraorbitalis and the margo orbitalis inferior compared to the populations from Lithuania and Jena. Although significant correlations between external skull dimensions and the dimensions of the infraorbital canal could be demonstrated across all populations, population differences in this regard could also be identified. Taking into account the different skull sizes of the examined populations, it could be shown that the population from Kyoto showed the largest values for the projective channel lengths. This indicates that factors other than skull size also influence the infraorbital canal. Correlation analyzes showed that the size of the orbit and the maxillary sinus also have a significant influence on the morphology of the infraorbital canal. Taking all populations into account, the infraorbital canal could be divided into two types. In the frontal section, the canal ran either from craniolateral to caudomedial (type 1) or from craniomedial to caudolateral (type 2). Type 1 occurred with a frequency of 76.6%, while type 2 could only be observed in 23.4% of cases. In addition, it was checked whether the size relationships of the orbit and maxillary sinus have an influence on the course of the canal. However, this could not be proven with the help of an index created for this purpose, which describes the size ratio of the maxillary sinus and orbita to one another. This work provides detailed information on the orientation, length and course of the infraorbital canal in humans. Considering all the results of this study, the morphology of the infraorbital canal is influenced by various factors. In addition to the size of the skull, the size of the orbit and the maxillary sinus, epigenetic factors such as climate or nutrition can also influence canal morphology. This work can serve as a basis to verify this influence in future population studies. Finally, such knowledge can also be of interest for various clinical specialties such as oral and maxillofacial surgery, ophthalmological surgery and ear, nose and throat medicine.