Herkömmliche, modifizierte und neue Messmethoden zur kephalometrischen Untersuchung der pränatalen craniofacialen Morphogenese des Menschen anhand von bilateralen und frontalen Darstellungen von 3D-Rekonstruktionen und von Aufhellungspräparaten menschlicher Embryonen und Föten von 19 mm SSL bis 145 mm SSL

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, Wachstum, lokale Wachstumsunterschiede und Verlagerungen der Schädelgesichtsknochen zu untersuchen. Modifizierte und neue Vermessungstechniken wurden dabei neben den herkömmlichen kephalometrischen Messmethoden nach Broadbent (1937) verwendet. Benutzt wurden 14 Aufhellungspräparate von 35 mm Scheitel-Steiß-Länge (SSL) bis 150 mm SSL und dreidimensionale computergestützt hergestellte Rekonstruktionen histologischer Serienschnittpräparate von Embryonen und jungen Föten von 19 mm SSL bis 53 mm SSL. Es folgten dann Vermessungen von frontal und lateral. Die lateralen Vermessungen wurden bei den Aufhellungspräparaten zu Kontrolle und zur Erhöhung der Validität beidseitig durchgeführt. Herkömmliche, modifizierte und neue Strecken- und Winkelvermessungen waren dabei Gegenstand der Untersuchungen. Als Bezugsebene diente die SSL. Ergebnisse: 1\. Es waren am Punkt Sqz´ gleichermaßen verifizierbare Vermessungen möglich wie am S-Punkt der Schädelbasis. 2\. Ein diskontinuierlicher Wachstumsschub bis 65 mm bzw. 85 mm SSL, was der 10. bis 12. Schwangerschaftswoche (SSW) entspricht, wurde oft beobachtet. 3\. Ein allometrisches und konstantes Wachstumsverhalten zur SSL war nach 85 mm SSL beziehungsweise ab der 12. SSW für die Längenvermessungen gegeben. 4\. Die Größenvermessungen der einzelnen Knochen nahmen im Beobachtungszeitraum etwa doppelt so stark zu wie die Längenvermessungen des gesamten Schädels. 5\. In der Zeitspanne von 75 mm bis 120 mm SSL fand bei den meisten Knochen eine Vereinigung statt. Am häufigsten fusionierten sie bei 95 mm SSL. 6\. Die Winkelvermessungen veränderten sich im Beobachtungszeitraum kaum, was auf eine frühe Konsolidierung der Schädelgeometrie hinweist. 7\. Die Mandibula war zumeist etwas länger und hatte vor allem bis 65 mm SSL (10. SSW) eine höhere Wachstumsrate in der sagittalen Ebene als die Maxilla. 8\. Die sagittalen Positionen des Oberkiefers und des Unterkiefers zum Basispunkt Sqz´ sind gleichbleibend. 9\. Lageveränderungen der Kiefer zueinander waren nicht ersichtlich. 10\. Eine Rotation des Unterkiefers nach anterior bis 65 mm SSL (10. SSW) wurde beobachtet. Eine gemeinsame Rotation der Kiefer nach anterior um eine transversale Achse über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg war aus den Vermessungen abzuleiten. 11\. Vom Punkt Sqz´ aus wurde eine gleichmäßige Entwicklung des Gesichtes nach anterior beobachtet. Dafür sind Wachstumsprozesse und eine Verlagerung der Kiefer nach anterior verantwortlich zu machen. 12\. Die Entwicklung des Mittelgesichts nach dorsal vom Punkt Sqz´ aus, war noch etwas stärker ausgeprägt als die nach anterior. 13\. Die Proportionen zwischen der anterioren vertikalen Gesichtsausdehnung zur posterioren, vertikalen Gesichtsausdehnung bleiben im Beobachtungszeitraum konstant. 14\. Eine auffallend starke Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Os frontale und dem Os parietale zum Os sphenoidale und zum Os zygomaticum bis 85 mm SSL ist beidseitig zu beobachten. Danach verkleinern sich diese Abstände wieder. 15\. Die neuen Winkelvermessungen in der Norma frontalis ergaben eine gleichmäßige Entwicklung der Mandibula, des Os zygomaticum und des Os frontale in den vermessenen Ebenen. Bei der Maxilla wurde eine geringfügig stärkere Wachstumstendenz nach kranial registriert. 16\. Eine höhere maximale transversale Ausdehnung des Os frontale, gegenüber der maximalen transversalen Ausdehnung des Mittelgesichts und des äußeren Orbitaabstands lag vor. Der äußere Orbitaabstand und die maximale transversale Ausdehnung des Mittelgesichts nehmen im Beobachtungszeitraum gleichermaßen zu. 17\. Die Dimensionen der Hohlräumen bzw. Wölbungen nehmen im Beobachtungszeitraum diskontinuierlich zu. 18\. Die Vermessungen der Nasenhöhle ließen eine zusammenhängende Entwicklung mit der vertikalen Entwicklung des Os nasale und der transversalen Entwicklung des inneren Orbitaabstandes vermuten.

The aim of this thesis was to analyse growth, local differences in growth and dislocations of craniofacial bone. Modified and new measurement techniques were applied in addition to conventional cephalometric testing methods according to Broadbent (1937). Fourteen whole mount preparations ranging from 35 mm to 150 mm crown-rump-length (CRL) and 3D reconstructions of histological serial sections of embryos and fetuses sized 19 mm to 53 mm CRL were used for this study. Frontal and lateral measurements were performed by computer. For reasons of validity and control, the lateral measurements were conducted on both sides of the whole mount specimens. Conventional, modified and new measurements of distances and angles were applied. CRL served as a means of reference plane. Findings: 1\. Equally verifiable measurements were possible at point Sqz´ as there are at point S at the base of the skull. 2\. A discontinuous growth spurt up to the stages of 65 mm CRL respectively 85 mm CRL was found in most cases, which corresponds to postnatal development in the 10th to the 12th week of pregnancy. 3\. From 85 mm CRL or the 12th week of pregnancy respectively, an allometric and constant growth behaviour in comparison to the CRL was found. 4\. The increase in size of the single bones was approximately twice as much as the increase in length of the whole skull during the observation period. This is due to the fact, that the bones expend into connective time space. 5\. The bones primarily joined between 75 mm and 120 mm CRL, which was most frequently observed in stage of 95 mm CRL. 6\. The angle measurements hardly changed during the observation period, which points towards an early consolidation of the cranium geometry. 7\. The mandible was usually slightly longer and had a higher growth rate in the sagittal plane than the maxilla, especially up to the stage of 65 mm CRL (10th week of pregnancy). 8\. The sagittal positioning of the maxilla and the mandible towards the Sqz´ base point remained unchanged. 9\. Positional changes of the jaws were not apparent. 10\. Up to stage 65 mm CRL (10th week of pregnancy) anterior rotation of the mandible was observed. A rotation of both jaws towards the anterior around a transversal axis deduced from the measurements was during the observation period. 11\. There was a constant development of the face towards the anterior in relation to point Sqz´. Growth processes and positional changes of the jaws towards the anterior were responsible for this development. 12\. The development of the midface in dorsal direction from point Sqz´ was slightly more distinct than observed towards anterior. 13\. The proportion of the anterior vertical expansion and the posterior vertical expansion of the face remained constant in the observation period. 14\. A strikingly strong enlargement of the distance between the frontal and the parietal bones to the sphenoid and to the zygomatic bones can be observed on both sides up to the stage 85 mm CRL. In stages beyond 85 mm CRL, these distances diminish again. 15\. The new angle measurements in the norma frontalis showed a continuouse development of the mandible, the zygomatic and the frontal bones were in different planes. In the maxilla, a slightly larger growth tendency towards the cranial structure was discovered. 16\. There was larger maximum transversal expansion in the frontal bone compared to the maximum expansion of the midface and the distance of orbitae. The distance of orbitae and the maximum transversal extension of the midface increased to the same extent during the observation period. 17\. The dimensions of both, cavities and concavities respectively, discontinuously increase in the observation period. 18\. The measurements of the nasal cavities allowed the assumption of a correlated development together with the vertical development of the nasal bone and the transversal development of the distance between the two sites of orbita.