Vergleich von 2D- und 3D-Analysen zur quantitativen Erfassung von Obstruktionen der posterioren Atemwege auf Basis der dentalen Volumentomographie: eine klinisch-retrospektive Transversalstudie

Abstract

Einleitung Das obstruktive Schlafapnoe-Hypopnoe-Syndrom (OSAHS) stellt eine der bedeutendsten schlafbezogenen Atmungsstörungen (SBAS) dar. Es verursacht organische, geistige und soziale Störungen. Die Polysomnographie ist diagnostischer Standard, jedoch teuer, zeitaufwändig und durch die BUB- Richtlinien (11/2004) eingeschränkt indiziert. Neuere Studien zeigen wie wichtig es ist, die Ausdehnung der posterioren Atemwege (PAS) in 3-D zu erfassen, um Patienten mit erhöhtem Risiko für eine SBAS rechtzeitig diagnostizieren zu können. Die dentale Volumentomographie (DVT) erreicht verglichen mit der Computertomographie (CT) eine sehr hohe Aufnahmequalität bei stark reduzierter effektiver Strahlendosis. Methodik In dieser Studie wurden die Bezugsebenen Spina-Ebene (SP) und Frankfurter Horizontale (FH) zur 2-D und 3-D Vermessung des PAS an 260 DVTs von gesunden 5-69 –Jährigen herangezogen (Software InVivo 5®). Alle DVTs wurden für die kieferorthopädische und kieferchirurgische Diagnostik erhoben. Sagittale und transversale Strecken, axiale Flächen, Teil- und Gesamtvolumina auf verschiedenen Höhen des PAS wurden berechnet. Um die Reproduzierbarkeit zu testen, wurden 60 DVTs im Mindestabstand von 38 Tagen vom gleichen Untersucher nochmals vermessen. Zur statistischen Auswertung mit den Programmen SPSS und MATLAB wurden der Methodenfehler δ nach Dahlberg, der Zuverlässigkeitskoeffizient Z nach Houston und der Korrelationskoeffizient ρ nach Spearman herangezogen. Ergebnisse Alle Messungen waren mit Z ≥ 0,9962 sehr gut reproduzierbar. Der variabelste Bereich des PAS ist der Oropharynx (Rachen im Mundbereich). Die transversale Dimension ist enger mit der axialen Fläche auf gleicher Messebene sowie dem Gesamtvolumen assoziiert als die sagittale Dimension. Messungen abhängig von der Unterkiefertangente liefern zwar eine ausreichend gute Reproduzierbarkeit. Allerdings wird der Bereich des Hypopharynx (Rachen im Kehlkopfbereich) in 16,5% der Fälle vollständig weggeschnitten. Die Messmethodik bezogen auf die SP ist zeitaufwändiger als diejenige bezogen auf die FH. Schlussfolgerung • Diese Studie liefert erstmalig detaillierte Informationen über die Zusammenhänge zwischen sagittaler, transversaler und axialer Dimension und dem Volumen des PAS Gesunder anhand einer großen, breit gestreuten Stichprobe. • Zur 3-D Erfassung des PAS sollte eine Methode gewählt werden die den Bereich des Hypopharynx einschließt und nicht abhängig von der Unterkiefertangente ist. • Die Bezugsebene SP sollte weiter in Bezug auf den Bereich des Kehldeckels und des dritten Halswirbels untersucht werden. • Da Messungen bezogen auf die FH gute Reproduzierbarkeitswerte liefern, den Bereich der Epiglottis erfassen und einen praktikablen Zeitaufwand bedeuten, können sie zur 3-D Atemwegserfassung empfohlen werden. Sie sollten in weiterführenden Studien an DVTs von Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen mit SBAS und OSAHS angewendet und mit den Ergebnissen Gesunder verglichen werden. Der dritte Halswirbel könnte ein zusätzlicher Messpunkt im Hypopharynx sein.

Introduction The obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is one of the most important sleep-related breathing disorders (SRBD) and causes organic, mental and social dysfunctions. Polysomnography is diagnostic standard but it’s expensive, time-consuming and its indication is limited by the BUB-Guidelines (11/2004). Recent studies show the importancy of 3-D posterior airway space (PAS) evaluation to early identify patients at risk for SRBD. Cone beam computed tomography (CBCT) achieves very high image quality at greatly reduced effective radiation doses compared to computed tomography (CT). Methods This study compares the reference planes Frankfurt Horizontal (FH) and the maxillary plane (SP) on the basis of CBCT-scans of 260 healthy 5 - 69 year- olds using the soft-ware InVivo 5®. The scans were taken for diagnostics in orthodontics and oral and maxillofacial surgery. Distances, area measurements, total and partial volumes at different levels of the PAS were measured. To test reproducibility, 60 CBCT-scans were reinvestigated by the same examiner after a minimum interval of 38 days. Statistic analysis was performed by SPSS and MATLAB using the formula for method error δ by Dahlberg, reliability coefficient Z by Houston and the Spearman correlation coefficient ρ. Results The reliability for all measurements was very good (≥ 0,9962). The oropharynx is the most variable section of the PAS in healthy persons. The transversal diameter is associated more closely with the axial area and total volume than the sagittal diameter at the same measurement level. Even though measurements depending on the tangent to the mandible show sufficient reliability, it cuts off the hypopharynx in 16,5 % of the cases. The measurements in relation to SP were more time-consuming than those in relation to FH. Conclusion • For the first time, this study provides detailed information about the relationship between the sagittal, transversal and axial dimension and the volume of the PAS in healthy persons in a broad sample. • For 2-D and 3-D airway evaluation, a method including the Epiglottis and independent of the tangent to the mandible should be used. • The SP should be studied regarding the Epiglottis and the third cervical vertebra • Because measurements in relation to FH show good reliability, assess the region of the Epiglottis and stand for a reasonable amount of time, they can be recommended for 3-D airway evaluation. They should be applied for airway examination in patients with SRBD / OSAS. The third cervical vertebra could be an additional measuring level.