Doctoral Thesis
Zielsetzung dieser Arbeit war die Herausarbeitung der morphologischen Besonderheiten und wirksamer Faktoren bei der Entwicklung des Sinus maxillaris von SpalttrĂ€gern beiderlei Geschlechts im Vergleich zu einer Referenzgruppe von NichtspalttrĂ€gern. DafuÌr wurde retrospektiv ein heterogenes Spaltkollektiv von 22 FĂ€llen kombinierter Lippen-Kiefer-Gaumen-Defekte, einer Lippen-Kiefer-Spalte und einer isolierten Gaumenspalte untersucht. Durch Altersanpassung wurde das Durchschnittsalter der Spaltgruppe von 9,27 auf 12 Jahre angehoben und so an das der Referenzgruppe (14,44 Jahre) angeglichen. Es wurden 23 Variablen der SchĂ€delbasis und des GesichtsschĂ€dels an eingescannten Fernröntgenseitenbildern und dreidimensionalen Rekonstruktionen von Oberkiefergipsmodellen digital vermessen. Der Mittelwertwertbestimmung, Korrelations- und Regressionsanalyse vorausgehend wurde durch eine Faktorenanalyse auf Basis der Interkorrelationen eine Gruppierung in die topographischen Areale Gaumen und Epipharynx â Sinus maxillaris â SchĂ€delbasisknickung und posteriorer GesichtschĂ€del erreicht, die unter Hinzunahme weiterer Variablen zu den jeweiligen Faktoren maximale Varianz aufklĂ€ren konnte. Die signifikant niedrigen Mittelwerte nahezu aller GaumenmaĂe am Gipsmodell und FRS geben dabei das Bild eines in anterioposteriorer Richtung verkuÌrzten Schmalkiefers, der durch einen möglicherweise weiter posterioren Einbau den posterior angrenzenden, signifikant verkleinerten Epipharynx einengt. Die signifikant verkuÌrzte Obergesichtshöhe macht das vertikale Entwicklungsdefizit der Spaltmaxilla erkennbar. Zahlreiche korrelative Beziehungen zu SchĂ€delmaĂen bei Ă€hnlichem linearen Wachstumsmuster wie in der Referenzgruppe markieren die starke Einbindung des Spaltgaumens in den uÌbrigen SchĂ€del. Die gemessenen FlĂ€chen des Sinus maxillaris scheinen sich beim SpalttrĂ€ger nur hinsichtlich der signifikant geringeren GröĂe, nicht aber in Bezug auf die Integration in den SchĂ€del zu unterscheiden. Diese ist in beiden Gruppen auf den korrelativen Bezug zur verkleinerten vorderen SchĂ€delbasislĂ€nge beschrĂ€nkt. Auch in der linearen Regressionsanalyse Ă€hnelt das Wachstumsmuster dem der Referenzgruppe. Die gesamte und vordere SchĂ€delbasislĂ€nge der Spaltgruppe zeigte sich signifikant, die hintere SchĂ€delbasislĂ€nge (KlivuslĂ€nge) nichtsignifikant kuÌrzer als die der Referenzgruppe. Es lĂ€sst sich kein signifikanter Unterschied hinsichtlich der Abknickung der SchĂ€delbasis Spalt- und NichtspalttrĂ€gern bestĂ€tigen. Die im signifikant gröĂeren Basionwinkel ausgedruÌckte clockwise rotation der Gaumenebene zur Klivusebene als MaĂ fuÌr eine verkuÌrzte hintere Obergesichtshöhe ist möglicherweise bedeutsam fuÌr die Ausdehnung und das Wachstum des Sinus maxillaris. Insgesamt erscheint die SchĂ€delbasis sagittal verkuÌrzt, aber ohne Wachstumsdefizite. Die Relationen zu uÌbrigen SchĂ€delstrukturen wie dem Obergesicht, dem Sinus maxillaris und dem Gaumen sind grundsĂ€tzlich gegeben. Die mit der Faktorenanalyse gebildeten topographischen DomĂ€nen des Gesamtdatensatzes reduzierten sich im Gruppenvergleich auf den nasomaxillĂ€ren Komplex und damit auf das primĂ€r von der Spaltbildung beeinflusste Gebiet. Im Ergebnis der abschlieĂenden Diskriminanzanalyse stellten sich nach Altersanpassung die SchluÌsselvariablen GaumenlĂ€nge, FlĂ€che des Sinus maxillaris und des Epipharynx am FRS sowie die zweidimensionale Gaumenbreite auf Höhe des 1. PrĂ€molaren am Gipsmodell als so bedeutend fuÌr die Zuordnung SpalttrĂ€ger/NichtspalttrĂ€ger dar, dass sich uÌber sie anhand der Diskriminanzfunktion ein unbekannter Fall eindeutig zuordnen lieĂe. Zur ĂberpruÌfung der in den Falldaten enthaltenen InformationsqualitĂ€t wurde die vorhergesagte mit der tatsĂ€chlichen Gruppenzugehörigkeit verglichen und dabei in der Spaltgruppe keine Abweichung sichtbar. Um zukuÌnftig Aussagen uÌber den Einfluss der einzelnen Spaltformen, GeschlechtsspezifitĂ€ten und verschiedener Behandlungskonzepte auf die AusprĂ€gung und Morphologie des Sinus maxillaris in allen Dimensionen sowie den Einfluss der KörpergröĂe auf die beschriebenen MaĂe der SchĂ€delbasis und des nasomaxillĂ€ren Komplexes beim SpalttrĂ€ger treffen zu können, sollten in longitudinalen Studien unter Verwendung dreidimensionaler bildgebender Verfahren möglichst groĂe Spaltkollektive mit einer altersangepassten Referenzgruppe untersucht werden.
Ziel der Studie war es, den Einfluss der Gebissanomalie des Schmalkiefers auf die morphologische AusprĂ€gung des Sinus maxillaris zu untersuchen. Weiterhin sollten ausgewĂ€hlte SchĂ€delmaĂe in die Untersuchungen mit einbezogen werden. Anhand einer Modellanalyse wurden aus dem Patientenkollektiv der Poliklinik fĂŒr KieferorthopĂ€die, PrĂ€ventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde der UniversitĂ€tsmedizin der Ernst-Moritz-Arndt-UniversitĂ€t Greifswald 34 Patienten als SchmalkieferfĂ€lle und 16 Patienten als ReferenzgruppenfĂ€lle klassifiziert. Die weitere Untersuchung dieser Patienten erfolgte an digitalisierten Fernröntgenseitenbildern. Nach Bestimmung von FlĂ€chen-, LĂ€ngen- und WinkelmaĂen des SchĂ€dels wurden diese auf Unterschiede zwischen den zwei Patientengruppen untersucht. Ebenfalls erfolgte eine Korrelations- und lineare Regressionsanalyse um ZusammenhĂ€nge der erhobenen Messdaten aufzuklĂ€ren. ZusĂ€tzlich wurden die beobachteten ZusammenhĂ€nge auf Unterschiede zwischen der Schmalkiefer- und Referenzgruppe untersucht. AbschlieĂend wurde eine Datenreduktion mittels Faktorenanalyse durchgefĂŒhrt, um gruppen- und geschlechtsspezifische Merkmale zu erarbeiten. Es stellte sich heraus, dass der Sinus maxillaris bei den Schmalkieferpatienten signifikant kleiner ausgeprĂ€gt war als bei der Referenzgruppe. Die enge anatomische Nachbarschaft der Strukturen des oberen Zahnbogens mit dem Sinus maxillaris begĂŒnstigt unserer Ansicht nach den Einfluss der Zahnbogenbreite auf den Sinus maxillaris. Andere von uns erhobenen FlĂ€chen-, LĂ€ngen und WinkelmaĂe zeigten sich von der Anomalie des Schmalkiefers in der Median-Sagittal-Ebene unverĂ€ndert. Wir gehen davon aus, dass der Einfluss dieser Dysgnathie auf den GesichtsschĂ€del gering ist. Korrelationen zwischen den einzelnen Messdaten lieĂen sich bei der Nasenhöhle, der SchĂ€delbasislĂ€nge, der GesichtsschĂ€dellĂ€nge und den WinkelmaĂen, SchĂ€delbasiswinkel und Gesichtskyphosenwinkel, beobachten. Diese ZusammenhĂ€nge waren von der Dysgnathie des Schmalkiefers weitgehend unbeeinflusst. Die NasenhöhlengröĂe war gröĂtenteils beeinflusst von der GesamtgröĂe des GesichtsschĂ€dels. Weiterhin konnten wir eine altersabhĂ€ngige VergröĂerung der Gaumenhöhe und der GesichtsschĂ€delflĂ€che nachweisen. ZusĂ€tzlich zeigten unsere Untersuchungen, dass die Anteriore obere Gesichtshöhe, ihr Wachstum schon etwas frĂŒher beendete als die Mittlere Gesichtshöhe. Hauptmerkmale zur Charakterisierung der Patienten lieĂen sich im Rahmen einer Faktorenanalyse zwischen den weiblichen und mĂ€nnlichen Patienten herausarbeiten. Ausschlaggebende Merkmale beider Geschlechter waren die Nasenhöhle, GesichtsschĂ€delflĂ€che und Anteriore obere Gesichtshöhe. Weibliche Patienten waren zusĂ€tzlich durch die Mittlere Gesichtshöhe und GesichtsschĂ€dellĂ€nge zu beschreiben. Bei mĂ€nnlichen Patienten spielte die FlĂ€che des Sinus maxillaris und die SchĂ€delbasislĂ€nge eine gröĂere Rolle als bei weiblichen Patienten. ZusĂ€tzlich konnte bei den mĂ€nnlichen Patienten noch ein zweiter Hauptmerkmalskomplex erarbeitet werden. Dieser beinhaltete die WinkelmaĂe, die Kieferbreitensumme und die GesichtsschĂ€dellĂ€nge. Die Ergebnisse regen weiterfĂŒhrende longitudinale Studien an, die den Entstehungsmechanismus eines schmalen Oberkiefers begrĂŒnden. Dabei sollte auf möglichst dreidimensionale Bildgebung Wert gelegt werden.
Zahlreiche Studien verdeutlichen, dass Form und GröĂe des Sinus maxillaris durch die Morphologie der Nasenhöhle beeinflusst werden können. Da die Nasenhöhle einen auĂerordentlich komplexen Aufbau aufweist und ĂŒber verschiedene physiologische Funktionen verfĂŒgt, ist die Bedeutung einzelner Bauelemente der Nasenhöhle fĂŒr ihre Nachbarstrukturen bisher nicht ausreichend verstanden. Zu den Letzteren gehört die Concha nasalis inferior. Abgesehen davon, dass das Schwellkörpersystem der unteren Nasenmuschel eine groĂe Bedeutung fĂŒr die Thermoregulation aufweist, ist die Bedeutung der Concha nasalis inferior fĂŒr die Morphologie der Kieferhöhle kaum bekannt. Deshalb beschĂ€ftigt sich die vorliegende Studie mit der morphologischen Beziehung zwischen der Kieferhöhle und der unteren Nasenmuschel sowie mit ausgewĂ€hlten SchĂ€delmaĂen.
Grundlage dieser Arbeit waren 60 ausgewĂ€hlte DVT-DatensĂ€tze, die auf erwachsenen Probanden einer kaukasischen Population beider Geschlechter beruhen und zufĂ€llig ausgewĂ€hlt wurden. Entsprechend des Alters wurden sie in drei Altersgruppen eingeteilt. Basierend auf den im DICOM Format vorliegenden RohdatensĂ€tzen, wurden mit der NewTom Software (QR NNT Version 2.11 Professional ©) definierte Axialschnitte mit einer SchichtstĂ€rke von 1 mm erzeugt. Mit Hilfe der Software Osirix (Version 8.0 ©, Entwickler: Rosset and Heuberger) wurden diese Axialschnitte in Koronarschnitte umformatiert. Danach konnten Volumina sowie OberflĂ€chenwerte an der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel mit der WinSurf Software (Version 4.0 ©) vermessen werden. Zudem wurden ausgewĂ€hlte lineare Breiten und HöhenmaĂe an der unteren Nasenmuschel mit der Software ImageJ (Version 1.4.3.67 ©, Rasband, National Institutes of Health) vermessen.
ZunĂ€chst wurde eine deskriptive Statistik erstellt, in der wir die Volumen- und OberflĂ€chenwerte unter BerĂŒcksichtigung von Alter und Geschlecht fĂŒr den Sinus maxillaris und die Concha nasalis inferior darstellten. AnschlieĂend analysierten wir ausgewĂ€hlte ZusammenhĂ€nge von MaĂen des Sinus maxillaris und der Concha nasalis inferior. Ferner untersuchten wir das Symmetrieverhalten der Kieferhöhle und der unteren Nasenmuschel. Geschlechtsunterschiede wurden mit Hilfe des T-Test analysiert. Anhand der Varianzanalyse ANOVA (Analysis of Variance) wurden Mittelwertunterschiede von Volumina der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel in den drei Altersgruppen untersucht. Zur Beurteilung von MerkmalszusammenhĂ€ngen wurden Korrelations- und Regressionsanalysen durchgefĂŒhrt.
Mit Ausnahme des Volumens und der OberflĂ€chengröĂe der rechten Concha nasalis inferior wiesen sowohl die Volumina als auch die OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und der linken unteren Nasenmuscheln bei den MĂ€nnern signifikante gröĂere Werte als bei den Frauen auf. Unter VernachlĂ€ssigung des Geschlechts konnten Altersunterschiede in Bezug auf die Volumina und OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und der unteren Nasenmuscheln allerdings nicht nachgewiesen werden. Das Symmetrieverhalten der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel zeigte zufĂ€llige Abweichungen von einer perfekten Symmetrie und wurde deshalb als fluktuierende Asymmetrie eingeordnet. Obgleich die Auswertung der Korrelationsanalyse zahlreiche signifikante ZusammenhĂ€nge zwischen den Volumina und OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und unteren Nasenmuscheln ergab, konnten fĂŒr keine der verschiedenen Höhen- und BeitenmaĂe der Concha nasalis inferior signifikante Beziehungen mit der Kieferhöhle nachgewiesen werden. DarĂŒber hinaus korrelierten die Volumina der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel signifikant mit der SchĂ€delbasislĂ€nge, der GesichtsschĂ€dellĂ€nge und der Obergesichtshöhe. In nachfolgenden Studien sollten die Beziehungen zwischen Kieferhöhle, Nasenhöhle und unterer Nasenmuschel unter besonderer Beachtung von Septumdeviationen untersucht werden, um die Ergebnisse dieser Arbeit zu verifizieren.
Die vorliegende Studie zeigt, dass ein Einfluss der Concha nasalis inferior auf die Morphologie des Sinus maxillaris nicht ausgeschlossen werden kann. Diese Schlussfolgerung kann fĂŒr verschiedene klinische Fachgebiete wie KieferorthopĂ€die, Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie und Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde aber auch fĂŒr Evolutionsbiologen von Interesse sein. Um diesen Einfluss der Concha nasalis inferior besser verstehen zu können, sind weitere Untersuchungen unter BerĂŒcksichtigung ontogenetischer und phylogenetischer Aspekte erforderlich. FĂŒr derartige Untersuchungen kann die vorliegende Arbeit als Modellstudie angesehen werden.
Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, die Beziehungen der Zahnwurzeln der oberen PrĂ€molaren und Molaren zum Sinus maxillaris bei den GroĂen Menschenaffen vergleichend-anatomisch zu untersuchen. Dabei wurden fĂŒr den Orang-Utan auch WachstumsverĂ€nderungen berĂŒcksichtigt. FĂŒr diese Arbeit standen 26 adulte SchĂ€del der Gattungen Pongo pygmaeus, Gorilla gorilla und Pan troglodytes sowie 13 infantile und juvenile SchĂ€del der Gattung Pongo pygmaeus zur VerfĂŒgung. Das biologische Alter der Tiere zum Zeitpunkt des Todes war unbekannt. An den SchĂ€deln wurden zunĂ€chst definierte LĂ€ngen-, Breiten- und HöhenmaĂe erhoben.
Von den SchĂ€deln wurden DVT-DatensĂ€tze mit dem Digitalen Volumentomographen QR-DVT 9000 (NewTom Verona, Italien) angefertigt. An den DVT-DatensĂ€tzen wurden zunĂ€chst mit Hilfe der NewTom 3G Software (QR NNT 2.11 Professional) lineare Messungen der ZahnwurzellĂ€ngen der PrĂ€molaren und Molaren des Oberkiefers sowie der Knochendicke zwischen den Zahnwurzeln und dem Boden des Sinus maxillaris vorgenommen. AuĂerdem wurden die im DICOM-Format vorliegenden Schichtserien in das JPEG-Format umgewandelt. Anhand dieser DatensĂ€tze wurden die Zahnkeime der permanenten ZĂ€hne unter Verwendung von SURFdriverÂź dreidimensional rekonstruiert und deren Volumina bestimmt. Die erhobenen Daten wurden mit Hilfe nicht parametrischer Verfahren analysiert und untereinander in Beziehung gesetzt.
Die Untersuchungen zur Entwicklung der permanenten ZĂ€hne des Orang-Utans zeigten zu Beginn eine ausgeprĂ€gte Volumenzunahme der Zahnkeime des ersten Inzisivus und des ersten Molars. Der Durchbruch des ersten Molars erfolgte als erstes. Zu diesem Zeitpunkt begann die Resorption an den mittleren MilchschneidezĂ€hnen. Dem Wechsel der Inzisivi ging meist der Durchbruch des zweiten Molars voraus. Desweiteren ĂŒberlappte der Beginn der Kronenbildung des dritten Molars mit der Fertigstellung der Krone des zweiten Molars.
Beim Orang-Utan weisen die Volumina der permanenten Zahnkeime einen signifikanten Zusammenhang mit der GesichtsschÀdellÀnge, GaumenlÀnge, MaxilloalveolarlÀnge und der Mittelgesichtsbreite auf. Mit Ausnahme des Zahnkeims des zweiten Molars konnte ebenfalls eine Korrelation mit der GesamtschÀdellÀnge und der Obergesichtshöhe nachgewiesen werden.
Der Abstand zwischen den Zahnwurzelspitzen und dem Sinus maxillaris war bei allen drei untersuchten Gattungen Pongo, Gorilla und Pan ĂŒber den palatinalen Wurzeln der Molaren am kleinsten. Die Knochendicke ĂŒber den Zahnwurzeln des Schimpansen ist im Vergleich zu den anderen Gattungen am dĂŒnnsten. DarĂŒber hinaus konnte bei Pan troglodytes eine Abnahme der Knochendicke ĂŒber den palatinalen Wurzelspitzen von anterior nach posterior nachgewiesen werden.
BezĂŒglich der WurzellĂ€ngen zeigten unsere Untersuchungen, dass bei allen drei Gattungen die distobukkale Wurzel des dritten Molars die kĂŒrzeste war. Die Mittelwerte der WurzellĂ€ngen von Pongo und Gorilla lagen sehr nah beieinander, der Gorilla hatte jedoch tendenziell lĂ€ngere Wurzeln. Die kĂŒrzesten Zahnwurzeln wies der Schimpanse auf.
Bei den Pongiden besteht eine enge topographische Beziehung der Zahnwurzeln der Oberkiefermolaren zum Sinus maxillaris. Besonders bei Pan bilden sich tiefe Recessus der Kieferhöhle zwischen den Zahnwurzeln aus. Beim Schimpansen ragen 40,5% der Molarenwurzeln in den Sinus maxillaris, beim Gorilla hingegen nur 18,1% und bei Pongo 16,6%.
Als Zufallsbefund stellten sich drei ĂŒberzĂ€hlige ZĂ€hne dar. Dabei handelte es sich um eine Doppelanlage des lateralen Milchschneidezahns eines juvenilen Orang-Utans, sowie um vierte Molaren bei einem Orang-Utan Weibchen und einem Gorilla MĂ€nnchen.
Die hier vorgestellten Untersuchungsergebnisse erweitern die Kenntnisse ĂŒber die Beziehungen der seitlichen OberkieferzĂ€hne und dem Sinus maxillaris bei den GroĂen Menschenaffen. Damit bilden sie eine Grundlage fĂŒr Studien an unterschiedlichen menschlichen Populationen sowie weiteren nicht-menschlichen Primaten.