Vývoj patra u pacientů s orofaciálními rozštěpy po primární sutuře rtu

Transkript

1 Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra antropologie a genetiky člověka DIPLOMOVÁ PRÁCE Vývoj patra u pacientů s orofaciálními rozštěpy po primární sutuře rtu Autor práce: Bc. Eva Janoušková Vedoucí diplomové práce: RNDr. Jana Velemínská, PhD. Praha, 2013

2 Prohlášení Prohlašují, že předkládanou diplomovou práci jsem vypracovala samostatně za použití uvedených literárních pramenů. Souhlasím se zapůjčením své diplomové práce ke studijním účelům. V Praze, Eva Janoušková

3 Poděkování Ráda bych na tomto místě poděkovala zejména vedoucí diplomové práce RNDr. Janě Velemínské, PhD za zadání práce, odborné vedení a rady při zpracování diplomové práce, konzultantům MUDr. Miroslavu Peterkovi, CSc. a MUDr. Renatě Peterkové, CSc. Dále za všestrannou podporu patří dík Mgr. Veronice Cagáňové a mé rodině, především Ing. Karlu Hoffmannovi za pomoc při úpravě textu.

4 Abstrakt Diplomová práce se zabývá vývojem horní čelisti, resp. patra u pacientů před a po cheiloplastice s jednostranným rozštěpem rtu a patra (UCLP) v průběhu prvního roku života. Metodologie práce je založena na zpracování sádrových dentálních odlitků UCLP pacientů pomocí klasické a geometrické morfometrie. Všichni pacienti byly operováni podle shodného protokolu v prvním týdnu života MUDr. Jiřím Borským ve fakultní nemocnici Motol v Praze. Ve sledovaném věkovém intervalu byla nalezena větší variabilita tvaru cuclp pacientů než variabilita tvaru UCLP+M pacientů. Statisticky signifikantní rozdíl ve tvaru patra byl pozorován mezi oběma věkovými obdobími obou kategorií vady. Variabilita formy byla sledována v rámci jednotlivých kategorií vady a byl prokázán statisticky signifikantní rozdíl mezi oběma věkovými kategoriemi. Z hlediska průměrných změn v morfologii patra jsme s přibývajícím věkem zaznamenali anteriorní i posteriorní růst obou segmentů u obou kategorií vady. U cuclp pacientů bylo zaznamenáno výraznější přiblížení obou segmentů vlivem tlaku po operaci rtu a vlivem růstu obou segmentů směrem k sobě. Zároveň byl pozorován zásadní vliv vzrůstající závažnosti postižení na změny pozorované v průběhu růstu. Z výsledků studie vyplývá, že růst patra u cuclp pacientů je více ovlivněn tlakem po operaci než u pacientů s UCLP+M. U obou skupin je však růst patra ve všech rozměrech uspokojivý. Naměřené rozměry se v průběhu růstu více mění u cuclp pacientů oproti UCLP+M pacientům. Následkem neonatální sutury rtu nedochází k redukci v délce horní čelisti během prvního roku života ani v jedné kategorii vady. Dále z výsledků vyplývá, že nedochází k zúžení patra vlivem tlaku po operaci rtu ani u jedné kategorie vady. Klíčová slova: jednostranný rozštěp rtu a patra (UCLP), geometrická morfometrie, klasická morfometrie, neonatální sutura rtu

5 Abstract The present study is concerned with development of maxilla, or moreprecisely palate,in course of first year of life in patients with unilateral cleft lip and palate (UCLP), before and after cheiloplasty. The metodology has it s center in processing of dental plaster casts of UCLP patients via classical and geometric morphometry. All the patients have been operated following same protocol in the neonatal period. The operation was conducted by the same surgeon Jiří Borský, M.D. in the teaching hospital Motol in Prague. In the trackedthe results suggest that the variability of shape was larger in cuclp patients than in UCLP+M patients. Statistically significant differences in the palate shape were observed in both age categories within both defect categories. The variability of form (size and shape) was followed within each defect category and statistically significant differences between both age category was proven. In the light of average changes intha palate morphology, we tracked both anterior and posterior growth of both segments with increasing age in both defect categories. More distinctive aproximation of both segments, due to the pressure after the cheiloplasty and growth of both segments, was observed in cuclp patients. Essencial influence of increasing gravity of the defect on changes tracked in the course of growth has also been observed. We suggest that palatal growth in cuclp patients is more affected by the pressure after the lip repair than in UCLP+M patients. Palatal growth is considered satisfactory in both categories. Palatal dimensions changes more in cuclp patients. There is no reduction of palate length following neonatal suture of the lip in the course of the first year of age in neither defect category. Furthermore it arises from the results, that there is no narrowing in palatal width due to the pressure after the operation of the lip in neither defect category. Key words: unitateral cleft lip and palate (UCLP), geo,metric morphometrics, classical morphometrics, neonatal lip repair

6 OBSAH 1. Úvod Literární přehled Vznik rozštěpové vady Klasifikace rozštěpových vad I. genetická skupina II. genetická skupina Růst lebky pacientů bez rozštěpové vady Změny a odchylky růstu pacientů s orofaciálními rozštěpy Růst lebky u pacientů bez terapie Odchylky rodičů pacientů s orofaciálními rozštěpy Terapie Metody primární cheiloplastiky Význam cheiloplastiky Načasování cheiloplastiky Cheiloplastika prováděná v několika měsících Neonatální sutura rtu Porovnání načasování operace rtu Hypotézy Cíle práce Materiál Metodologie Sběr a úprava dat Vlastní hodnocení dat Klasická morfometrie Two-way ANOVA Permutační t-test Krabicové grafy (box plot) Metody geometrické morfometrie a mnohorozměrné statistiky Analýza tenkých ohebných pásku (TPS, Thin plate spline) Dense correspondence analýza (DCA) Analýza hlavních komponent (PCA) Suťový graf (scree plot) Superprojekce Dvouvýběrové testy Výsledky... 30

7 6.1. Klasická morfometrie Hodnocení rozdílů mezi kategoriemi vady Změny ve velikosti patra UCLP pacientů v prvním roce života Vliv závažnosti postižení a kategorie vady na změny ve velikosti patra v prvním roce života Geometrická morfometrie Rozdíly mezi kategoriemi vady v rámci variability tvaru Hodnocení variability tvaru patra UCLP+MM a UCLP+KM pacientů Hodnocení variability tvaru patra cuclp a UCLP+M pacientů Longitudinální změny ve variabilitě a v průměrné morfologii patra v rámci jednotlivých kategorií Longitudinální změny cuclp pacientů Longitudinální změny UCLP+M pacientů Diskuze Rozdíly mezi kategoriemi vady v rámci klasické i geometrické morfometrie Hodnocení růstu patra v prvním roce života Závěr Seznam použité literatury... 67

8 Seznam zkratek CL CLP CP UCLP UCLP + MM UCLP + KM UCLP + M BCLP rozštěp rtu rozštěp rtu a patra rozštěp patra jednostranný rozštěp rtu a patra jednostranný rozštěp rtu a patra s měkkým mostem jednostranný rozštěp rtu a patra s kombinovaným mostem jednostranný rozštěp rtu a patra s mostem oboustranný rozštěp rtu a patra

9 1. Úvod Pro vrozené vady orofaciální oblasti používáme označení rozštěp. Nejde o rozštěpení rtu, čelisti nebo patra v pravém slova smyslu, ale naopak nedochází ke spojení příslušných segmentů během embryonálního vývoje (Jelínek et al. 1983; Bernheim et al., 2006). Obličejové rozštěpy jsou jednou z nejčastějších vrozených vad kraniofaciální oblasti a jednou z nejčastějších vrozených vad vůbec (Tolarová and Červenka, 1998; Eppley et al., 2005; Marazita et al., 2004). Představují pro postiženého vážnou estetickou, funkční a psychickou zátěž (Šmahel, 2000). Morfologický charakter defektu má těžké funkční následky na polykání, dýchání, kousání a tvorbu řeči (Dušková et al., 2007). Vznik rozštěpových vad má multifaktoriální charakter (Raghavan et al., 1994; Peterka, 2005), do kterého patří genetické i enviromentální faktory. Většinou se jedná o kombinaci obou faktorů (Bonaiti et al., 1982; Murray, 2002). Čistě genetické faktory zapříčiňují asi 20 % rozštěpových vad, u enviromentálních faktorů je toto číslo ještě nižší. Proto je nesmírně složité předcházet vzniku rozštěpových vad (Mossey et al., 2009). Prevence se většinou provádí u rodin s genetickou zátěží. Léčba takto postižených pacientů začíná hned po narození a trvá až do dospělého věku (Mossey et al., 2009), protože na vrozený defekt navazuje hypoplazie postižené oblasti. Na komplexní léčbě se podílí specializovaný tým, který je tvořen plastickým chirurgem, stomatologem, logopedem, foniatrem, audiologem, pediatrem a klinickým psychologem (Dušková et al., 2007). Většina vad postihuje ret, čelist a patro jednotlivě nebo v různém seskupení. Rozštěpové vady jsou založeny na poruchách útvarů obličeje. S výjimkou nejlehčích projevů je vždy zasažena horní čelist a/nebo patrová kost. Utváření středu obličeje je výslednicí složitého poměru kostry a měkkých částí (Burian, 1954). První operace, kterou pacienti s orofaciálními rozštěpy při své léčbě podstupují, je cheiloplastika. Termín provedení operace se pohybuje od několika dnů do několika měsíců života dítěte (Weinfeld et al., 2005). Za optimální čas operace rtu u pacientů s rozštěpy je nejčastěji považován termín okolo třech měsíců (Wyszinski, 2002; Huang et al., 2002). Úspěšné výsledky časné operativy (tj. několik dní po narození) jsou však v odborné literatuře publikovány již řadu let. Na klinice plastické chirurgie, nemocnice 1

10 Královské Vinohrady byla časná operativa zahájena již v roce Pooperačně jsou výsledky v podobě vzhledu pacientů (nosu i rtu) považovány za velmi dobré. Jizvy vyzrávají rychleji než u dětí operovaných dle klasického protokolu ve 3 měsících věku a po 8 měsících jsou již sotva patrné. Předběžné výsledky jsou velmi povzbudivé, drobné kosmetické korekce v pozdějším věku bude nutné provést u daleko nižšího procenta pacientů než u pacientů operovaných podle klasického protokolu (Borský et al., 2007). Cílem diplomové práce je popsat vývoj horní čelisti, resp. patra u pacientů před a po cheiloplastice. Výzkum je založen na srovnání výchozí situace pacientů s různým rozsahem jednostranné rozštěpové vady (UCLP, UCLP+MM, UCLP+KM) před suturou rtu, kteří pak byli operováni podle výše zmíněného protokolu pár dní po narození. Srovnáním skupin pak lze získat důležité informace o tom, jak se oblast patra vyvíjí v prvním roce života, kdy růst a vývoj čelisti ani patrové kosti není ovlivněn další chirurgickou léčbou. Diplomová práce je založena na morfometrické analýze dentálních sádrových odlitků, které byly skenovány a následně zpracovány metodami klasické a geometrické morfometrie. Z hlediska akvizice důležitých morfometrických landmarků diplomová práce navazuje na studii Huang et al. (2002). 2

11 2. Literární přehled 2.1 Vznik rozštěpové vady Základy obličeje se začínají vyvíjet v průběhu 4. týdne kolem v té době rozsáhlého stomodea (Mossey et al., 2009; Jiang et al., 2006). Objevuje se celkem pět obličejových výběžků kolem stomodea, a to nepárový frontonazální výběžek, párové maxilární výběžky a párové mandibulární výběžky. Tyto výběžky se vytvářejí převážně proliferací buněk neurální lišty. (Moore and Persaud, 2008) V pátém týdnu vývoje se ve frontonazálním výběžku objevují dvě nosní (čichové) plakody. Z prvního faryngeálního oblouku vzniká pravý resp. levý mandibulární a maxilární výběžek. Párové maxilární výběžky se podílejí na laterálním ohraničení a párové výběžky mandibulární pak vytvářejí dolní obvod stomodea. Proporce obličeje se vyvíjejí během fetálního vývoje. Klíčovým momentem při vývoji obličeje je splývání obličejových výběžků. Jako první splývají mediální konce mandibulárních výběžků ve střední čáře a vzniká dolní čelist a dolní ret (Moore, Persaud, 2008). Při vzniku rozštěpových vad dochází ke kombinaci genetických a epigenetických faktorů. Genetické faktory se uplatňují ve 20% případů a epigenetické v 10% případů. Přibližně v 70% případů není možné určit jednoznačnou příčinu, proto se tato situace nazývá faktorový komplex. Jedná se tedy o multifaktoriální typ dědičnosti (Peterka, 2005). Primární patro se začíná vyvíjet počátkem šestého týdne (Vacek, 2006). Tvoří ho premaxilární část maxily, jež představuje jen malou část dospělého tvrdého patra. Při vzniku sekundárního patra během šestého týdne mění volné okraje patrových plotének svou polohu horizontalizují se. Tímto způsobem vzniká úplná přepážka mezi ústní a nosní dutinou (Moore and Persaud, 2008). Předpokladem úspěšného splývání je dostatečná velikost a možnost kontaktu obličejových výběžků. Kontakt může být znemožněn např. lpěním amnia na styčném povrchu obličejových výběžků v důsledku nedostatečného vývoje amnia nebo nedostatečné tvorbě plodové vody. Pokud je proces horizontalizace v období kritické periody tvorby a splývání obličejových výběžků narušen, vznikají rozštěpové vady sekundárního patra (Mossey et al., 2009). 3

12 Období vzniku orofaciálního rozštěpu můžeme u člověka rozdělit do tří kritických period. První z nich probíhá v 5. týdnu prenatálního vývoje, kdy může nastat porucha při vytváření primárního patra, tzn. rozštěp rtu a alveolu, ten může působit na poruchu sekundárního patra, kdy se patrové desky nemohou dostat do kontaktu a vzniká tak rozštěp celkový. V druhé kritické periodě během 6. týdne vzniká izolovaný rozštěp patra narušením vývoje patrových plotének. V poslední třetí periodě během 7. týdne je vyvolán izolovaný rozštěp patra zpomalením růstu dolní čelisti (Dušková et al., 2007; Peterka, 2005). Po uplynutí kritické periody (konec periody se označuje jako terminační bod) se již nemůže daná vývojová vada objevit (Burian, 1954). Mezi lety byla incidience narozených dětí s rozštěpovými vadami 1 dítě na 534 živě narozených. Se zlepšující se prenatální diagnostikou v posledních letech společně s klesající porodností se snižoval i výskyt novorozenců s rozštěpovou vadou na zhruba 1 dítě na 850 narozených dětí (Borský et al., 2007). 2.2 Klasifikace rozštěpových vad Řada autorů se zabývala dělení rozštěpových vad. Přesto do současnosti nevznikla jednotná klasifikace rozštěpových vad (Eppley et al., 2005). Nejpoužívanější klasifikací je dělení podle genetických skupin. Typické rozštěpy jsou děleny na dvě základní genetické skupiny, z nichž první genetická skupina zahrnuje postižení primárního patra a rtu a druhá genetická skupina pak postižení sekundárního patra (Whitaker et al., 1981; Dušková et al., 2007). Poškození struktur v obou skupinách má odlišný embryonální původ, ale velmi často se poškození obou struktur vyskytuje společně (Bernheim et al., 2006) I. genetická skupina Tato skupina rozštěpových vad obsahuje rozštěpy postihující oblast premaxily, tedy postihuje primární patro. Rozštěp se nachází vždy před foramen incisivum (Dušková et al., 2007). Do této skupiny patří rozštěp rtu a rozštěp rtu a čelisti. 4

13 Rozštěp rtu Rozštěp rtu (obr. 2.1.) zasahuje pouze oblast rtu. Štěrbina nezasahuje do čelisti ani po patrových plotének. Rozštěp rtu se může vyskytovat v různém stupni postižení, kdy nejlehčím postižením je zářez v retní červeni, dalším stupněm postižení je neúplný rozštěp rtu (obr. 2.1.A) a nejtěžším stupněm postižení je úplný rozštěp rtu (obr. 2.1.B) (Jelínek et al., 1983). A B Obr.2.1. Jednostranný rozštěp rtu. A neúplný, B úplný (upraveno dle Rozštěp rtu a čelisti Rozštěp rtu a čelisti se vyznačuje nejen zasažením rtu, ale také postižením horní čelisti. Tento typ rozštěpu je vždy kombinací rozštěpu rtu a zároveň čelisti. Rozštěp čelisti není nikdy samostatný (Dušková et al., 2007). Nejtěžší stupeň postižení může dosahovat až do foramen incisivum, kdy se jedná o úplný rozštěp rtu a čelisti. Při neúplném rozštěpu rtu a čelisti se vyskytuje pouze drobný zářez v čelisti (Jelínek et al., 1983). 5

14 2.2.2 II. genetická skupina Rozštěpové vady patřící do této skupiny zasahují do oblasti za foramen incisivum, tedy sekundární patro (Dušková et al., 2007; Jelínek et al., 1983). Jsou tedy postiženy i patrové ploténky, vomer, horizontální výběžky patrových kostí a měkké patro (Biggerstaff, 1969). Rozštěp měkkého patra Vyskytuje se jako různě hluboký zářez v měkkém patře v těžších případech zasahující tvrdé patro ve formě zářezu (obr. 2.2.). Obr Rozštěp měkkého patra (upraveno dle Submukózní rozštěp patra Při submukózním rozštěpu patra se patro nezdá být zasaženo, štěrbina sahající někdy až do foramen incisivum je ukryta pod sliznicí patra. U tohoto typu postižení dochází k poruchám řeči (Jelínek et al., 1983). Rozštěp tvrdého i měkkého patra Rozštěp zasahuje měkké i tvrdé patro v celé délce od foramen incisivum až po uvula palatina (obr. 2.3.). Jedná se o druhý nejzávažnější stupeň postižení (Jelínek et al., 1983). 6

15 Obr Rozštěp tvrdého i měkkého patra (upraveno dle Celkový rozštěp rtu a patra Celkový rozštěp rtu a patra zasahuje ret, čelist přes foramen incisivum, středem tvrdého a měkkého patra až k uvula palatina. Tento typ rozštěpové vady je nejzávažnější z výše uvedených rozštěpových vad (obr. 2.4.) (Jelínek et al, 1983). A B Obr Celkový rozštěp rtu a patra. A Jednostranný, B Oboustranný (upraveno dle 7

16 2.3 Růst lebky pacientů bez rozštěpové vady Splanchnokranium je tvořeno párovou horní čelistí, kostmi lícními, patrovými kostmi a nepárovou dolní čelistí (Čihák, 2001). Utváření středu obličeje je výslednicí složitého poměru kostry a měkkých tkání. Pevný podklad tvoří kostra horní a dolní čelisti a kostra nosu (Burian, 1954). Tvar a proporcionalita lidského těla se během života mění. U lebky dochází k mnoha proporčním změnám. Splanchnokranium v novorozeneckém období roste s menší intenzitou než neurokranium. Splanchnokranium roste intenzivněji než neurokranium až v pozdějších stádiích vývoje (Šmahel, 2001). Většina kostí neroste izolovaně jako nesouvisející samostatné jednotky. Dochází k tzv. funkčnímu propojení kostí v jeden celek. Vzájemná závislost tohoto celku se projevuje kompenzačními změnami tím, že změny v jedné oblasti zapříčiní kompenzační změny v oblastech sousedících. Všechny změny tohoto celku jsou výslednicí velikosti, směru a doby trvání růstu (Enlow et al., 1971; Šmahel, 2001). Růst maxily probíhá anterioinferiorním směrem a maxila se pak posunuje ventrálním směrem (Enlow and Bang, 1965). Většina růstu maxily do výšky probíhá v prvních pěti letech života hlavně díky vývoji dentice (Dušková et al., 2007). Tělo maxily roste směrem dopředu a dolů, ale hlavní příčina jejího zvětšení je výsledek nového růstu v posteriorní oblasti, což vede k rozšíření dentoalveolárního oblouku. Generalizace růstu jen dopředu a dolů je jen částečně správná, protože horní čelist roste různými směry. Její růst způsobuje posun částí maxily do nových pozic (Enlow and Bang, 1965). Při pozorování změn v oblasti zubního oblouku ve věku od 6 měsíců do 2 let dochází kromě růstových změn anterioinferiorním směrem k zásadnímu zvětšení šířky horní čelisti, a to v anteriorní i posteriorní části. Ve věku od 3 do 13 let se zvětšuje šířka mezi řezáky a mezi moláry. Po prořezání stálé dentice dochází již jen k malým šířkovým změnám převážně v oblasti mezi řezáky (Bishara et al., 1997). U jedinců od 3 do 15 let ale převyšuje předozadní růst přírůstek v šířkových rozměrech pětkrát (Peterka et al., 1980). Růst v mnoha přilehlých oblastech probíhá v jiném směru, a proto je umožněno větší prodlužování zubního oblouku (Enlow and Bang, 1965). Premaxila se pohybuje směrem dolů, horní, posteriornější části maxily se značně posunují směrem dozadu (Enlow, 1966). 8

17 V období od 6 do 15 let se celý obličej stává delší ve vertikálním směru, což je výsledkem růstu mandibulární větve a růstu maxily směrem dolů. Obličej je značně hlubší v anterioposteriorním směru jako následek kombinace několika remodelačních změn (Enlow, 1966). 2.4 Změny a odchylky růstu pacientů s orofaciálními rozštěpy Kraniofaciální morfologie u pacientů s rozštěpem rtu nebo patra nebo s rozštěpem rtu i patra je charakterizována jako konkávní. Tato charakteristika je dána vnitřním růstovým potenciálem nasomaxilárního komplexu (Slaughter et al., 1954). Kraniofaciální morfologie u dětí s rozštěpovou vadou se liší od morfologie dětí bez rozštěpové vady výsledným morfogenetickým vzorem, adaptivními změnami, postavením rtu a patra nebo kombinací obou faktorů. U pacientů s rozštěpem navazuje na vrozenou vadu hypoplazie všech tkání postižené oblasti ve střední části obličeje (Dušková et al., 2007). Všechny skeletální obličejové odchylky, které se postupně vyvíjejí do dospělého věku u pacientů s orofaciálními rozštěpy, mohou být odvozeny od šesti základních odchylek. Pět odchylek se týká horní čelisti. Tři z těchto pěti odchylek se projevují zmenšením ve všech následně vyjmenovaných směrech. Ve vertikálním směru jde o zmenšení výšky horní části obličeje, v anterioposteriorním směru o zmenšení délky maxily (kromě CL) a v transverzálním směru o zužování horního dentoalveolárního oblouku (u pacientů s BCLP a CP). Další dvě odchylky zahrnují dentoalveolární retroinklinaci a posteriorní posun maxily proti bazi lební. Šestá odchylka se týká dolní čelisti, jde o redukovanou délku větve a těla dolní čelisti (Šmahel and Brejcha, 1983). Na obr jsou zobrazeny výše uvedené rozdíly ve velikosti horního dentoalveolárního oblouku mezi jednotlivými typy rozštěpů ve srovnání s kontrolou ve 3 a v 15 letech. Popsané základní odchylky nemají stejný původ. Tři odchylky jsou pravděpodobně prenatálního původu. Jedná se o redukovanou výšku maxily, nedostatečný růst mandibuly a posteriorní posun maxily. Ostatní odchylky, tedy dentoalveolární retroinklinace, zužování horního dentoalveolárního oblouku a zmenšení 9

18 délky maxily, jsou způsobeny různým druhem operace (Šmahel, 2000). Hlavním problémem je deficience anteriorního růstu horní čelisti. Tento růst je minimální a dosahuje jen jedné třetiny normálního růstu. Stěžejní roli hraje premaxila. Faktory důležité pro vývoj premaxily jsou také důležité pro vývoj střední části obličeje. Proto je velice důležité, aby vztah mezi nasolabiálními svaly a premaxilou byl správný. Neúspěch při získávání tohoto vztahu má za následek deprivaci premaxily, ovlivnění střední části obličeje a tím celkového vývoje obličeje (Markus et al., 1997). Vývoj dolní čelisti je charakterizován převládajícím vertikálním růstem s elongací dolní části obličeje, ale také deficiencí v anteriorním růstu. Mandibula je díky kratší větvi v posteriorní rotaci. Změny v konfiguraci dolní čelisti se zhoršují s věkem (Šmahel, 2000). Zkracování větve mandibuly zapříčiňuje strmější sklon těla spolu s otupěním goniového úhlu a hyperdivergentní zhoršení vertikálních vztahů mezi čelistmi. Jako kompenzace se úhel brady stává ostřejší a anteriorní výška mandibuly se zvyšuje, což společně se zhoršením skusu řezáků způsobuje prodloužení celého obličeje (Šmahel and Škvařilová, 1988). Odchylky související s maxilou mají nejzávažnější následky. Tyto anomálie mají především postchirurgický původ. Rozsah těchto odchylek je možné ovlivnit zvolením chirurgické metody, načasováním operace a ortodontickými metodami. U různých vad se tyto odchylky vyskytují v určité míře a různě se kombinují. (zpracováno dle Šmahel, 2000). Hlavní příčinou deformit u rozštěpových vad je posun a nedovyvinutí oddělených patrových segmentů. Cílem chirurga je vždy zajistit dobrou funkci pomocí pečlivé rekonstrukce svalů. Tento princip je důležitý jak při primárních tak při sekundárních korekcích, protože dobrá funkce je prerekvizitou dobrých výsledků estetiky obličeje (Markus et al., 1997). 10

19 3 roky l5 let '...'CLPuni""' c LP bi! * Obr Rozdíly ve velikosti horního dentoalveolárního oblouku mezi jednotlivými typy rozštěpů ve srovnání s kontrolou ve 3 a v 15 letech. Černě vyznačené plochy vyjadřují rozdíl, o který mají pacienti s rozštěpy horní dentoalveolární oblouk zmenšený (upraveno dle Jelínek et al., 1983). 11

20 2.5 Růst lebky u pacientů bez terapie Jak již bylo zmíněno, obličejový růst u pacientů s orofaciálními rozštěpy je kromě nedostatečnosti primárního růstu ovlivněn také chirurgickými zákroky. Tyto zákroky vytvářejí tlak způsobený zjizvením tkáně obklopující patro. Studium pacientů bez terapie je důležité ke snížení negativního vlivu chirurgické léčby (Diah et al, 2007). Skeletální vztahy u neoperovaných jedinců se v dospělosti zásadně neliší od jedinců bez rozštěpu. Neoperovaní jedinci mají potenciál normálního skeletálního růstu (Mestre et al., 1960). Vývoj kostí obličeje u UCLP pacientů bez terapie je příznivý kromě oblasti v okolí rozštěpové štěrbiny. Vážnější odchylky jsou patrné hlavně v mladším věku, s rostoucím věkem dochází ke zlepšení (Atherton, 1967). Pouze v oblasti rozštěpové štěrbiny dochází s věkem k jejímu rozšíření. Příčinou je nedostatečný tlak svalu okolo rtu a jazyk, který tlačí na štěrbinu v patře (Ortiz-Monasterio et al., 1966). Měření dentálních odlitků ve studii Diah et al. (2007) ukázalo, že povrch patra byl menší u všech typů vady v porovnání s kontrolním souborem. Délka maxily je v rozsahu normálních hodnot (Wyszinski, 2002). Ale podle Capelozza Filha et al. (1993) je maxila trochu zmenšená s protruzí v oblasti alveolární štěrbiny. U maxilárního růstu je potenciál normálního růstu, protože neoperovaní jedinci se oproti operovaným pacientům vyznačují lepším anterioposteriorním růstem (Mars and Huston, 1990). Skeletální ani dentální šířka maxily není snížena ale naopak zvýšena. Nepatrné zvětšení posteriorního zkříženého skusu je připisováno určitému stupni kolapsu oblouku (Will, 2000). Neoperovaní jedinci mají tendenci k mediálnímu kolapsu maxilárních segmentů na straně rozštěpu a k laterální rotaci premaxilárního segmentu na nerozštěpovou stranu (Bishara et al., 1976). U pacientů s jednostranným neoperovaným rozštěpem zůstává maxila v normálním vztahu ke kraniální bázi (Wyszinski, 2002). Délka premaxily UCLP pacientů je kratší, ale sagitální ani vertikální růst není zasažen (Will, 2000). U neoperovaných UCLP pacientů se vyskytuje mnoho stejných rysů jako u BCLP pacientů. Jedná se o široké nazální dutiny, retruzi v oblasti středního obličeje a relativně nadměrnou výšku spodní části obličeje (Wyszinski, 2002), která je podle Capelozza Filha et al. (1993) značná. 12

21 2.6 Odchylky rodičů pacientů s orofaciálními rozštěpy Mnoho studií se zabývalo kraniofaciální morfologií rodičů dětí s orofaciálními rozštěpy a její odlišností od kraniofaciální morfologie rodičů dětí bez orofaciálních vad (Zandi et al., 2007; Mossey et al., 1998; Fraser and Pashayan, 1970; Raghavan et al., 1994; Coccaro et al., 1972; Kurisu et al., 1974; Ward et al., 1989; Suzuki et al., 1999; McIntyre et al., 2004). Kraniofaciální morfologie rodičů odráží genetické vlivy na děti s orofaciálními rozštěpy. Obecně širší obličej a hlava u rodičů může být příčinou nespojení horizontálních plotének (McIntyre et al., 2004). Rozměry naměřené u rodičů, které podle Suzuki et al. (1999) mají zásadní vliv na vznik rozštěpové vady u dětí, jsou interorbitální šířka, šířka nasální dutiny a délka kraniální báze. Rodiče dětí s orofaciálními rozštěpy mají menší konvexitu obličeje s tendencí k mandibulárnímu prognatismu, kratší vertikální a horizontální rozměry horní části obličeje (Coccaro et al.,1972; Kurisu et al., 1974) a větší šířku střední části obličeje než rodiče dětí bez rozštěpové vady (Kurisu et al., 1974). Obecně u obou rodičů dětí postižených rozštěpovou vadou byl pozorován signifikantní rozdíl v šířce anteriorní části dentálního oblouku, který byl naměřen větší než u rodičů nepostižených dětí (Zandi et al., 2007). Největší rozdíl v kraniofaciální morfologii je mezi matkami postižených a zdravých dětí, zvláště pak v délce těla dolní čelisti a v šířce posteriorní části horní čelisti. Tyto rozměry jsou podstatně větší u matek s dětmi postiženými orofaciálními rozštěpy. U otců postižených dětí se ukázala jako signifikantně kratší posteriorní délka kraniální báze (Zandi et al., 2007) a délka patra (Mossey et al., 1998). 13

22 2.7 Terapie Základním předpokladem úspěšné terapie je chirurgova zkušenost a šikovnost. Léčba pacienta s rozštěpovou vadou je dlouhodobou záležitostí probíhající v několika etapách od dětství až do dospělosti (Mossey et al.,2009). Chirurgická léčba probíhá během prvního roku života dítěte a postupně řeší funkční i morfologické problémy v závislosti na postnatálním vývoji (Dušková et al., 2007). V prvním měsíci života je čas na určení diagnózy. U většiny dětí jsou v dnešní době chirurgické zákroky dokončeny do 18. měsíce (Wiszynski, 2002) Metody primární cheiloplastiky Bylo vyvinuto mnoho metod pro korekci rtu a mnoho chirurgů se zabývalo rekonstrukcí deformit rtu. V dnešní době se nejvíce používají dvě metody, dle Millarda a Tennisona (Stuckey, 1966). Technika Tennison-Randall se stala jednou z nejpoužívanějších a je používaná dodnes. Využívá triangulární lalok z laterálního segmentu rozštěpeného rtu vložený do zářezu ve střední části těsně nad hranicí červeně rtů (Wyszinski, 2002). Schématické znázornění principu operace je zobrazeno na obr Mezi nevýhody této metody patří odstranění velkého množství tkáně, využití deficientní tkáně, výsledná jizva je nepřirozená a neposkytuje téměř žádnou korekci deformity nosu (Kirshner and LaRossa, 2000). Další metoda je Millardova metoda či její modifikace, při kterých se vytvoří dva protilehlé do sebe zapadající lalůčky. Značná výhoda této metody je umístění jizvy podél filtra a okraje nosu. Řeší i korekci sekundárních deformit (Hoffman et al., 1968). 14

23 Obr Operační metoda podle Tennisona. Schéma procedury (A-D) přenesené na fotografie pacienta (E-G) (upraveno dle Borský et al. (2012)) Význam cheiloplastiky Základním principem pro korekci deformit je pochopení vzniku vady a jejího vlivu na vzhled postiženého jedince. Z hlediska rekonstrukce se jedná o kombinaci defektu tvrdých a měkkých tkání centrofaciální oblasti. U tvrdých tkání se jedná o nedostatečný růst maxily v anteriorním směru, který způsobuje zkrácení a retruzi maxily a progenní postavení mandibuly (Dušková et al., 2007; Friede and Johanson, 1982; Šmahel and Müllerová, 1994), ale podle Šmahel (2000) není hloubka maxily redukovaná před provedením operace. Situaci zhoršuje projizvení měkkých tkání (Dušková et al., 2007). Další odchylka přítomna ještě před operací je šířka dentoalveolárního oblouku, která je ovlivněná mezerou mezi segmenty maxily (Šmahel, 2000). Vliv operace a její načasování je dále pozorován v rozdílu šířky posteriorního oblouku (Kramer et al., 1996). Jednostranné rozštěpové vady jsou spojené s asymetrickým růstem obou segmentů maxily. Segment, na kterém se nachází rozštěp, je posunutý dozadu, zatímco růst anteriorních a posteriorních částí alveolárního procesu pokračují. Vývoj rozštěpem nezasaženého segmentu je zodpovědný za charakteristickou deformaci popsanou u tohoto typu rozštěpu (Müllerová, 1985). Laterální posun vrcholu interdentální papily 15

24 mezi předními řezáky a zvětšená anteriorní šířka oblouku jsou časté prvky u pacientů s jednostranným rozštěpem rtu, čelisti a patra (Wada et al., 1984). Laterální posun maxilárních segmentů probíhá již před operací rtu. Cheiloplastika a palatoplastika mohou mít za následek mediální kolaps takto posunutých laterálních segmentů (Han et al., 1995). Laterální posun segmentů a zvětšená anteriorní šířka oblouku jsou způsobeny rotací nesouvislého alveolárního oblouku, postavením jazyka nebo asymetrickým růstem nazálního septa (Mazaheri, 1993). Větší rozměry rozštěpové štěrbiny zvyšují tendenci k retruzi maxily, která ovlivňuje anterioposteriorní vztahy čelistí. Velikost rozštěpové štěrbiny proto může ztížit úspěšnost chirurgického zákroku a tím i růst horní čelisti (Liao et al., 2010). Obličejový růst u rozštěpových pacientů je ovlivněn nejen důsledky operací, ale i ortodontickou péčí a funkčními adaptacemi (Kuijpers-jagtman et al., 2000). Po postnatální operaci jsou ale výsledky esteticky i funkčně uspokojivé, ačkoliv tyto procedury mohou způsobit zjizvení a růstovou retardaci ve střední části obličeje (Leitao et al., 2011). Hagerty and Hill (1963) považují cheiloplastiku za hlavní příčinu narušení růstu maxily. Cheiloplastika vyvíjí tlak na anteriorní část maxilárního dentálního oblouku a může mít za následek nižší růst maxily v anteriorním směru (Huang et al., 2002). Operace rtu u pacientů s rozštěpovou vadou je důležitá nejen z funkčního hlediska, ale také z hlediska estetického. Nejdůležitějším svalem je zde m. orbicularis oris, který je spojen modiolem k mnoha dalším mimickým svalům obličeje jako je m. zygomaticus minor a major, m. levator labii superioris, m. risorius, m. depressor anguli oris a také platysma. Exprese obličeje je dána tímto komplexem a ukazuje intraindividuální a interindividuální rozdíly. U pacientů s rozštěpovou vadou je charakteristické částečné nebo úplné narušení kontinuity m. orbicularis oris s chybným vložením svalových částí (Proff et al., 2006). Zvýšený tlak rtu po operaci a v průběhu pozorování je teoreticky velmi důležitý, protože časná fáze života je velmi důležitá pro obličejový růst a vývoj. Bardach et al. (1977) ve své studii odhalili, že zvýšený tlak způsobil sekundární maxilofaciální deformity. Ve své studii dále uvádí, že u neoperovaných rozštěpových vad je tlak rtu menší než je norma a u operovaných je v prvních týdnech větší tlak rtu než u normy. Cheiloplastika má podle studie Capelozza Filha et al. (1996) větší terapeutický účinek než palatoplastika. Efekt operace rtu závisí na přítomnosti nebo nepřítomnosti 16

25 alveolárního rozštěpu a rozštěpu patra. Jak již bylo zmíněno, cheiloplastika vyvíjí nepřetržitý tlak na anteriorní část dentálního oblouku (Huang et al., 2002). Silnější efekt má na pacienty s úplným rozštěpem, protože patrové segmenty jsou méně odolné vůči tlaku (Kramer, 1994). V šedesátých letech 20.století bylo poprvé uvedeno, že následek operace rtu musí být považován za stejně závažné narušení růstu střední části obličeje jako následek operace patra. Nebylo ale jednoznačně určeno, která z operací způsobuje jednotlivé anomálie. Odlišit vliv jednotlivých operací je problematické, neboť jsou prováděny v prvních 2 letech života a růstové odchylky jsou patrné až za několik let (Bardach, 1990). Primární operace rtu je nezbytná pro rekonstrukci normální anatomie a funkce rtu, pro korekci nasální deformity a pro rekonstrukci dna nosu se správným zarovnáním dásně (Cassel et al., 2009). Cílem operace rtu u rozštěpových vad je dosáhnout stejné délky retní části na rozštěpové straně jako na straně nezasažené rozštěpem, dále pak nenápadná jizva, adekvátní šířka filtra, absence zářezu retní hranice a také by zde neměla být špička retní červeně na rozštěpové straně filtra. Žádný typ operace ještě nesplnil všechna výše uvedená kritéria a v mnoha případech je potřeba sekundární operace, aby se cíl splnil (Chait et al.,2009) Načasování cheiloplastiky Ohledně načasování operace rtu se stále vedou diskuze (Desai, 1990; McHeik, 2006). Optimální a obecně přijímaná doba operace rtu je v období od 2 do 6 měsíců věku a vychází z jeho celkového zdravotního stavu, ale stále více chirurgů se přiklání k neonatální operaci rtu prováděné v prvních dnech života pacienta (Wyszinski, 2002). Hlavními cíli ohledně načasování operace pacientů s orofaciálními rozštěpy jsou vývoj řeči, zlepšení příjmu potravy, sluch a podstatné zlepšení vzhledu obličeje kvůli zabránění psychologického vlivu velké malformace na pacientovu rodinu (Borský et al., 2012; Desai, 1997). Psychosociální vliv při neoperování rozštěpu je tedy enormní v každé moderní společnosti. Většina rodičů tedy preferuje operaci co nejdříve (Desai,1997). 17

26 Cheiloplastika prováděná v několika měsících Operace rtu se provádí většinou okolo 2. až 3. měsíce života někdy dokonce okolo 6 měsíce (Wyszinski, 2002; Huang et al., 2002; Desai, 1990). Burian (1954) doporučoval operaci nejdříve ve 3 měsíci života dítěte, při nepříznivých okolnostech až kolem čtvrtého měsíce i později (Burian, 1954; Mylin et al., 1969). Argumenty podporující pozdější operativu mezi 2. a 6. měsícem jsou lepší estetický výsledek u větších dětí s lépe vyvinutými anatomickými strukturami, lepší psychologické přijetí malformace rodinou a menší riziko celkové anestezie než v neonatálním období (Wyszinski, 2002). Wilhelmsen et al. (1966) praktikovali opožděnou suturu rtu, dokud dítě nevážilo alespoň 10 liber, hladinu hemoglobinu nejméně 10 g a počet bílých krvinek menší než Lewin et al. (1964) podpořili koncept opožděné operace argumenty týkající se anestezie, kdy je podle jejich názoru menší riziko anestezie než při neonatální sutuře. Dalším argumentem pro přistoupení k opožděné operaci jsou lepší estetické výsledky, když jsou tkáně větších rozměrů. U pacientů, kteří podstoupili pouze operaci rtu v pozdějším období, se ukazuje výrazná retruze anteriorní části maxily mající za následek nepříznivý efekt na mezičelistní vztahy (Capelozza Filho et al., 1996; Hagerty and Hill, 1963). Ale u pacientů, kteří dále podstoupili operaci patra, nebyly nalezeny zásadní rozdíly od pacientů pouze s operací rtu provedené v pozdějším období (Hagerty and Hill, 1963). Důsledkem zvýšeného tlaku po cheiloplastice je maxilární dentoalveolární retroinklinace a rozšiřování nazální dutiny kvůli nespojeným segmentům maxily (Šmahel and Brejcha, 1983). Dále je před palatoplastikou patrná redukce výšky horního rtu, která je dána nedostatkem tkáně (Šmahel, 1986). Tato redukce výšky horního rtu je značná v období puberty a po 15. roce je růst výšky horního rtu u chlapů i u dívek pouze minimální (Šmahel and Müllerová, 1994). Toto je dáno postoperativním tlakem zjizvené tkáně, nedostatkem tkáně nebo primárním poškozením růstové schopnosti (Šmahel and Müllerová, 1996). Data podle Liu et al. (2011) ukazují u dětí ve stadiu smíšené dentice, které byly operovány podle obecného protokolu ve 3 měsících, signifikantně menší délku kraniální báze. Další rozdíl v rozměrech oproti kontrole byly zaznamenány v maxilofaciálním růstu, který byl vážně inhibován. Délka maxily byla signifikantně kratší a retruzivní ve vztahu ke kraniální bázi. 18

27 Cheiloplastika prováděná v prvních měsících života přináší příznivé klinické změny v anteriorní alveolární části horní čelisti, ale nemění posteriorní šířku horní čelisti ani jiné oblasti kraniofaciálního komplexu (Normando et al., 1992; Honda et al., 1995). Podle Kramera (1994) se celková hloubka oblouku u dětí s orofaciálními rozštěpy v průběhu několika měsíců po operaci rtu zvětšila Neonatální sutura rtu V dnešní době se stále častěji přistupuje k časnějším operacím (Van Boven et al., 1993; Wyszinski, 2002). Neonatální sutura rtu je prováděná v prvních 28 dnech života pacienta (Borský et al., 2012). Tento druh operativy využívá lepšího hojení ran, zlepšení příjmu potravy a zmírnění psychosociálnímu traumatu rodičů (Wyszinski, 2002). Základní otázkou je tedy vliv časné operace rtu na růst kostí obličeje, zvláště pak střední části a vliv na dentální okluzi a estetiku obličeje (Desai, 1997; McHevik, 2006). Řada autorů podpořila koncept opožděné operace argumenty týkající se anestezie, kdy je podle jejich názoru menší riziko anestezie než při neonatální sutuře (např. Lewin et al., 1964; Van Boven et al., 1993; Cohen et al., 1990). S opačným názorem však přišel Desai ve své studii, ve které provádí operaci rtu do 48 hodin po narození dítěte. U všech proběhla operace pod celkovou anestezií a bez jakýchkoli komplikací (Desai, 1990). Ke stejným závěrům došli i jiní autoři (např. Bösenberg and Kimble, 1995; Kapetansky et al., 1992; Weatherley-White et al., 1987). Cannon (1967) doporučuje provádět operaci v prvních 24 hodinách po narození jako optimální dobu pro operaci rtu. Podporou pro přistoupení k neonatální sutuře je tvrzení ve studii Akin (1991), ve které uvádí, že novorozenec má velmi aktivní sací reflex, ale v 8 12 týdnu je tento sací reflex postupně nahrazen žvýkacím reflexem. U rtů, které byly operovány později, sání produkuje sílu, která tlačí rozštěpenou čelist dopředu u jednostranných rozštěpů a u oboustranných tlačí premaxilu dopředu. Ale u rtů, které byly operovány v novorozeneckém věku, hraje ret roli svěrače a jazyk tlačí na patro, díky čemuž je tvarován dentální oblouk. Tento faktor je zodpovědný za uzavření alveolárního rozštěpu a kontaktu. Podle studie Borský et al. (2012) může mít ale příliš časný kontakt segmentů za následek nižší růst obou segmentů. Ve svém výzkumu eliminuje tlak zjizvené tkáně na segmenty. Když nebylo dosaženo kontaktu segmentů 19

28 po neonatální sutuře, pozorovali Borský et al. (2012) růst jednoho nebo obou segmentů k sobě. Za hlavní výhody neonatální sutury se považuje hlavně velmi dobré hojení, usnadnění krmení, dobrá socializace dítěte od neonatálního věku a zlepšení interakce dítěte s matkou (Borský et al., 2012). Dále Akin (1991) ve své studii tvrdí, že jediná nevýhoda neonatální sutury rtu je obtížně zvládnutelná technika s malými strukturami. Jako esenciální je u této operace psychologický efekt na rodiny pacientů (Galinier et al., 2008) Porovnání načasování operace rtu Neonatální sutura rtu má podle Galiniera et al. (2008) v rukou zkušeného chirurga stejné estetické, fonetické a ortodontické výsledky jako operace prováděná ve 3 měsících. McHeik et al. (2006) ve své studii porovnávali výsledky operace prováděné v pozdějším období a výsledky u pacientů po neonatální sutuře rtu. Zaznamenali výborné estetické výsledky rtu i nosu. Příznivé výsledky zaznamenali také ve studii Borský et al. (2012). Jizva uzrává rychleji než u dětí operovaných podle obecného protokolu ve 3 měsících (Borský et al., 2012; Yuzuriha et al., 2006; McHeik, 2006). Jizva je téměř nerozeznatelná v 8 12 měsících života (Borský et al., 2012). Ke stejnému závěru došli i ve studii Weatherley-White et al. (1987), ve které porovnávali operaci v neonatálním období a v pozdějším věku a označili jejich estetické výsledky za identické, dále nenašli rozdíly v morbiditě u dětí operovaných v prvních 3 týdnech a starších. Nebyly ani nalezeny rozdíly v atraktivitě u dětí operovaných časným a pozdějším typem operace (Goodacre et al., 2004). Borský (2007) ve své studii uvedl, že sekundární korekce ve vyšším věku bude potřeba u 25% pacientů operovaných v neonatálním období, což je o 1% nižší než u pacientů operovaných klasickou procedurou ve 3 měsících. Kvůli krátkému časovému rozpětí zatím nelze objektivně hodnotit možný samostatný vliv operace na maxilární růst. 20

29 3. Hypotézy 1. Růst segmentů patra je ovlivněn hlavně tlakem po operaci zepředu. 2. Přiblížení segmentů patra v oblasti rozštěpové štěrbiny je bez negativního tlaku z oblasti tváří. 3. Závažnost postižení má zásadní vliv na vývoj všech rozměrů na patře. Schéma hypotéz je zobrazeno na obr Obr Schéma hypotéz 21

30 4. Cíle práce V diplomové práci je longitudinálně sledována skupina pacientů před neonatální cheiloplastikou a po cheiloplastice, kteří byli operováni podle téhož výše popsaného protokolu v prvním týdnu života. Srovnáním obou věkových skupin lze získat důležité informace o tom, jak se vyvíjí maxila v prvním roce života. Dílčí cíle diplomové práce byly následující: 1. Nalézt vhodnou metodologii pro hodnocení patra v 1. roce života. 2. Sledovat vliv neonatální sutury rtu na růst a vývoj patra ve vztahu k rozsahu vady (cuclp, UCLP+MM, UCLP+KM) 3. Zhodnotit rozdíly ve variabilitě tvaru mezi jednotlivými kategoriemi vady (cuclp, UCLP+MM, UCLP+KM) 4. Sledovat variabilitu patrových segmentů a změny v průměrné morfologii patra před a po primární sutuře rtu ve vztahu k rozsahu vady (cuclp, UCLP+MM, UCLP+KM). 22

31 4. Materiál Tato diplomová práce je součástí výzkumu, který se zabývá vlivem neonatální cheiloplastiky na růst a vývoj obličeje u pacientů s orofaciálními rozštěpy započatý v roce Jejím cílem je popsat vliv neonatální sutury rtu na vývoj horní čelisti v prvním roce života. Naše pracoviště zde spolupracuje se Stomatologickou klinikou 3. LF UK Královské Vinohrady. Všichni hodnocení pacienti byli operováni ve fakultní nemocnici Motol v Praze MUDr. Jiřím Borským. Z původního vzorku 45 jedinců bylo použito pouze 29 jedinců, tedy 58 sádrových odlitků z důvodu nepoužitelnosti některých odlitků, které byly vyřazeny. Vyřazené sádrové odlitky byly poškozeny nebo nepřesně odebrány. Hodnocený soubor obsahuje 17 jedinců s cuclp, u kterých bylo hodnoceno 17 odlitků pořízených před primární suturou rtu a 17 odlitků pořízených před operací patra. Dále soubor obsahuje 9 pacientů s UCLP + MM, u kterých bylo hodnoceno 9 odlitků pořízených před primární suturou rtu a 9 odlitků pořízených před operací patra a soubor 3 pacientů s UCLP + KM, u kterých bylo hodnoceno 3 odlitky pořízené před primární suturou rtu a 3 odlitky pořízené před operací patra. Tabulka 4.1. shrnuje počty pacientů na začátku studie a po vyřazení nepoužitelných odlitků pater. Všichni pacienti byli operováni stejnou metodou podle Tennisona v prvním týdnu života ve fakultní nemocnici Motol v Praze v letech ( ), operace patra byla prováděna mezi 9. a 11. měsícem života. Tabulka 4.1. Počet jedinců ve studii Počet jedinců - novorozenci Počet jedinců - jednoroční na začátku na konci na začátku na konci UCLP UCLP + MM UCLP + KM celkem

32 5. Metodologie 5.1 Sběr a úprava dat Sádrové odlitky pater byly skenovány pomocí 3D laserového skeneru Roland LPX 1200 s rozlišovací schopností 0,1 mm a pomocí programu Dr. Picza3. Skenování modelu je zajišťováno bodovým paprskem laserového záření, který dopadá na povrch předmětu. Paprsek je vysílán na povrch objektu odzdola nahoru. Předmět, který chceme naskenovat, umístíme na rotující talíř okluzní plochou směřující kolmo k místu, odkud vystupuje emitující paprsek. V naší studii jsme použili skenování pouze jedné, okluzní plochy. Výstupní skeny odlitků jsou upravovány v programu Rapidform XOS 2006, INUS Technology. V tomto programu jsou data dále upravována před dalším zpracováním dat. Úprava dat zahrnuje odstranění nerovností na povrchu a zacelení otvorů. S 3D modely sádrových odlitků dále pracujeme v programu Morphome3cs. Diplomová práce navazuje na studii Huang et al. (2002), podle které se na 3D modely manuálně nanáší 11 landmarků (obr. 5.1.). Schéma zadávání landmarků podle studie Huang et al. (2002) je zobrazeno na obr Všechny použité landmarky jsou přesně definované v tabulce 5.1. Obr Model dentálního odlitku s landmarky. Obr Schéma dentálního odlitku s landmarky (upraveno dle Huang et al. (2002)). 24

33 Tabulka 5.1. Označení landmarků Landmark Popis 1 Anteriorní koncový bod na zdravém segmentu 2 Bod na horní hraně zdravého segmentu na spojnici od frenulum labiale k papilla incisiva 3 Bod na horní hraně zdravého segmentu mezi druhým řezákem a špičákem 4 Bod na horní hraně zdravého segmentu mezi špičákem a prvním dočasným molárem 5 Bod na horní hraně zdravého segmentu za prvním dočasným molárem 6 Terminální bod zdravého segmentu 7 Anteriorní koncový bod na zasaženém segmentu 8 Bod na horní hraně zasaženého segmentu mezi špičákem a prvním dočasným molárem 9 Bod na horní hraně zasaženého segmentu za prvním dočasným molárem 10 Terminální bod zasaženého segmentu 11 Zkonstruovaný bod na patě kolmice průsečíku landmarků 2, 6 a Vlastní hodnocení dat Vlastní hodnocení dat bylo prováděno v programech Morphome3cs, Rapidform XOS Díky těmto programům je možné vyhodnotit povrchové modely pater pomocí metod geometrické morfometrie a metod mnohorozměrné statistiky. Díky programu PAST je možné hodnotit naměřené rozměry na základě klasické morfometrie Klasická morfometrie Statistické hodnocení pomocí klasické morfometrie je založeno na hodnocení lineárních a úhlových hodnot získaných z měření rozměrů definovaných v tabulce 5.2. Tabulka 5.2. Přehled hodnocených charakteristik Charakteristiky Popis hodnocené charakteristiky definované landmarky 1 7 šířka rozštěpové štěrbiny mezi segmenty 8 10 délka postiženého segmentu od špičáku po terminální bod segmentu 4 6 délka nepostiženého segmentu od špičáku po terminální bod segmentu průměr 5 9 a 6 10 šířka dentoalveolárního oblouku úhel 1,3,7 úhel určující přiklopení nepostiženého segmentu směrem k postiženému 2 11 hloubka patra definovaná bodem na spojnici frenulum labiale a papilla incisiva a bodem paty kolmice na usečku mezi terminálními body patra 25

34 Two-way ANOVA Dvoufaktorová analýza rozptylu (dvoucestná ANOVA, ANOVA s dvojím tříděním) anglicky označovaná jako two-way ANOVA je druh analýzy rozptylu umožňující sledovat vliv dvou současně působících faktorů (nezávisle proměnných) na sledovaný výsledek (závisle proměnnou ). V této analýze je zkoumán vliv dvou nezávislých proměnných (dvou faktorů), které jsou definovány tak, že každá experimentální jednotka závislé proměnné (sledovaného výsledku) může být vystavena jakékoli kombinaci jedné úrovně jedné nezávislé proměnné a jedné úrovně druhé nezávislé proměnné. Zkoumá tedy vliv dvou kategoriálních proměnných na jednu kvantitativní. Dále umožnuje studium interakcí mezi nezávislými proměnnými. Obě nezávislé proměnné se navzájem ovlivňují, proto se dvoufaktorová ANOVA provádí ve třech krocích. V prvním kroku je testován vliv prvního faktoru na sledovaný výsledek, v druhém kroku je testován vliv druhého faktoru na sledovaný výsledek a ve třetím kroku je testován vliv interakce mezi oběma faktory, tedy vzájemný vliv faktorů (Zelditch et al. 2004) Permutační t-test Permutační test je obecně typ neparametrického testu. Jedná se o typ dvouvýběrového testu, který hodnotí nezávislá data. Jde tedy o alternativu t-testu. Tento typ testu porovnává data tvořená dvěma nezávislými výběry, které pocházejí ze dvou různých skupin jedinců (Zvára, 2006) Krabicové grafy (box plot) Krabicové grafy jsou nástrojem deskriptivní statistiky. Graficky zobrazují rozpětí naměřených hodnot, které jsou rozděleny pěti hodnotami, a to naměřeným minimem, dolním kvartilem, mediánem, horním kvartilem a naměřeným maximem (obr. 5.3.). Základem grafu je krabice (box) uvnitř níž je vyznačen medián. Z krabice (boxu) dále vedou úsečky označované jako kníry (whiskers). Hodnoty, které jsou mimo oblast vyznačenou kníry, jsou považovány za odlehlá pozorování (extrémy). Oblast krabice (boxu) obsahuje naměřené hodnoty od prvního do třetího kvartilu (Williamson et al., 1989). 26

35 Obr Popis krabicového grafu (upraveno dle Metody geometrické morfometrie a mnohorozměrné statistiky Analýza tenkých ohebných pásku (TPS, Thin plate spline) Tato metoda je založena na analogii ohýbání tenkého kovového pásku. Rozdíl tvarů mezi objekty je zobrazen jako deformace původně pravoúhlé sítě pomocí deformační mřížky. Deformační energie určuje míru ohnutí deformační mřížky a určuje tak rozdíl mezi tvarem původního (referenčního) a pozorovaného objektu. Rozdíl mezi tvary je vyjádřen deformací deformační mřížky odpovídající deformační energií. Vedle statistických výhod se TPS využívá též ke grafické vizualizaci výsledků v podobě deformačních mřížek, na kterých je možné pozorovat změny v poloze landmarků (Zelditch et al., 2004) Dense correspondence analýza (DCA) Dense correspondence analýza je prováděna před vlastním hodnocením dat. Zajišťuje sjednocení všech povrchových modelů, které jsou tvoženy shlukem polygonů. Díky tomuto sjednocení je zajištěn stejný počet bodů a trojúhelníků pro všechny povrchové modely. Nejdříve je prováděno manuální zadávání přesně definovaných landmarků na 27

36 všech dentálních modelech (v našem případě 11). Následně dochází k přepočítávání všech bodů podle zvoleného referenčního modelu (tzv. base mesh) na základě DCA algoritmu. K referenčnímu modelu se na základě odpovídajících si landmarků zarovnají všechny modely pomocí prokrustovské analýzy (GPA). Následně jsou modely pomocí interpolace transformovány do průměrného uspořádání. V závěru jsou všechny modely přepočítány na stejný počet bodů (Hutton, et al., 2001; Zelditch, 2004) Analýza hlavních komponent (PCA) Analýza hlavních komponent je mnohorozměrná analýza, která se používá k určování množství variability. Jde o nejstarší a nejpoužívanější metodu k analýze mnoharozměrných dat (Weinberg et al., 2009). Používá se ke zjednodušení popisu souboru vzájemně lineárně závislých znaků. Principem analýzy je snížení množství původních proměnných na menší počet transformovaných proměnných, tedy hlavních komponent. Hlavní komponenty jsou lineární kombinace původních parametrů a jedná se o nezávislé proměnné. Cílem je snížení počtu znaků bez velké ztráty informace. S přibývajícím pořadovým číslem hlavní komponenty klesá její příspěvek na vysvětlení variability. Procentuální míra variability je popsána pomocí eigenvalues, které vyjadřují míru variability jednotlivých hlavních komponent. Většina rozdílů je popsána několika prvními hlavními komponentami a většina variability je vyjádřena první hlavní komponentou (Meloun and Militký, 2004; Zelditch, 2004) Suťový graf (scree plot) Suťový graf graficky znázorňuje jednotlivé hlavní komponenty získané na základě PCA analýzy a jejich příspěvek na celkovou variabilitu souboru. Tento graf spolu s dělící čárou (broken stick) procházející bodem, ve kterém dochází k největší změně tvaru, určujícím počet komponent, které je vhodné interpretovat. Nad touto dělící čárou se nacházejí komponenty, které variabilitu ovlivňují nejvíce (Haruštiaková et al., 2012). 28

37 Superprojekce Superprojekce je kvantitativní analýza popisující změny ve velikosti mezi dvěma modely na základě ICP algoritmu. ICP algoritmus zajišťuje registraci dvou modelů na základě odhadu transformace mezi modely (Besl and McKay, 1992). Pro registraci dvou modelů zadáváme manuálně minimálně 3 referenční body na oba modely. V našem případě bylo nanášeno 10 referenčním bodů Dvouvýběrové testy K hodnocení rozdílů mezi dvěma soubory jedniců jsou využívány dvouvýběrové testy. V našem případě hodnotíme rozdíly mezi skupinami různých kategorií rozštěpových vad. Dvouvýběrové testy mohou být párové nebo nepárové. Párové testy se využívají pro porovnávání souborů, které mají mezi sebou určitou závislost. Jedná se například o stejné jedince v různém časovém intervalu. U párových testů je nutné normální rozložení dat v jednotlivých souborech. Nepárové testy hodnotí data na sobě nezávislá. Tedy data získaná z odlišných souborů. Jednorozměrná analýza využívá k hodnocení dvou souborů t-test, mnohorozměrná analýza využívá jeho alternativu Hotellingův test (Haruštiaková et al., 2012). V naší studii byl použit parametrický Hotellingův test k hodnocení rozdílů v průběhu růstu v rámci jednotlivých kategorií vad. Před provedením Hotellingova testu byl proveden test normality rozložení dat. K hodnocení rozdílů mezi jednotlivými kategoriemi vady byl použit nepárový permutační test (Zvára, 2006). 29

38 6. Výsledky Pro přehlednost jsou výsledky rozděleny do dvou kapitol. V první kapitole jsme se soustředili na hodnocení dat pomocí klasické morfometrie. Byly hodnoceny rozdíly mezi kategoriemi vady. Dále byly hodnoceny naměřené rozměry na patrových segmentech a jejich změna v průběhu prvního roku života. K hodnocení byla použita dvoufaktorová ANOVA a nepárový permutační test v programu PAST. Ve druhé kapitole jsou shrnuty výsledky hodnocení dat pomocí geometrické morfometrie. V první části druhé kapitoly byly hodnoceny rozdíly variability tvaru mezi jednotlivými kategoriemi vady (cuclp, UCLP+MM, UCLP+KM). V druhé části byly popisovány longitudinální změny ve variabilitě formy patra a v průměrné morfologii patra u jednotlivých kategorií vady. Variabilita změn na patře byla hodnocena pomocí analýzy hlavních komponent (PCA) v programu Morphome3cs. Hodnocení bylo provedeno dvěma způsoby hodnocení variability tvaru a hodnocení variability formy. Na základě konstrukce průměrného modelu patra je také použita vizualizace změn formy patra v rámci jednotlivých komponent. K vizualizaci jsou doplněny grafy PCA skóre. Jednotlivé skupiny jsou odděleny pomocí elips spolehlivosti, které jsou nastaveny tak, že obsahují 95% jedinců dané skupiny. Dále byl v druhé kapitole sledován růst a rotace patrových segmentů na průměrných modelech získaných z DCA analýzy. Takto získané průměrné modely byly hodnoceny v programu Rapidform pomocí superprojekce průměrných modelů. Růst patra byl hodnocen také pomocí TPS analýzy v programu Morphome3cs, kdy byl sledován posun jednotlivých landmarků v průběhu růstu. 30

39 6.1. Klasická morfometrie Na základě zadaných landmarků na modelech patra (obr. 6.1.) jsme hodnotili rozměry naměřené mezi vybranými landmarky (tabulka 6.1.). Obr Model dentálního odlitku s landmarky. Tabulka 6.1. Definice hodnocených charakteristik Charakteristiky Definice hodnocených charakteristik definované landmarky 1 7 šířka rozštěpové štěrbiny mezi segmenty 8 10 délka postiženého segmentu od špičáku po terminální bod segmentu 4 6 délka nepostiženého segmentu od špičáku po terminální bod segmentu průměr 5 9 a 6 10 šířka dentoalveolárního oblouku úhel 1,3,7 úhel určující přiklopení nepostiženého segmentu směrem k postiženému 2 11 hloubka patra definovaná bodem na spojnici frenulum labiale a papilla incisiva a bodem paty kolmice na usečku mezi terminálními body patra Hodnocení rozdílů mezi kategoriemi vady K hodnocení rozdílů mezi kategoriemi vady (cuclp, UCLP+MM, UCLP+KM) byly použity rozměry naměřené na modelech patra (tabulka 6.1.). Hodnoceny byly vždy dvě kategorie vady v rámci jednotlivých věkových kategorií. K porovnávání rozdílů byl použit nepárový permutační test. Výsledky shrnují tabulky 6.2. a

40 Tabulka 6.2. Výsledky nepárového permutačního testu mezi UCLP+MM a UCLP+KM Kategorie vady Rozměr mezi landmarky p hodnota věk 0 p hodnota věk 1 UCLP+MM 1 7 0,3079 0,3445 vs ,6278 0, ,1476 0,3486 UCLP+KM poměr 5 9 a ,0762 0,3197 úhel 1,3,7 0,2431 0, ,2306 0,2658 Z výsledků v tabulce 6.2. vyplývá, že rozdíl mezi UCLP+MM a UCLP+KM není statisticky signifikantní u žádného z hodnocených rozměrů ani v jedné věkové kategorii. Na základě získaných výsledků byli jedinci s oběma typy jednostranné rozštěpové vady s mostem sloučeni do jedné kategorie označované UCLP+M. V dalších kapitolách jsou pacienti s rozštěpovou vadou s měkkým či kombinovaným mostem hodnoceni společně jako jedna kategorie označovaná UCLP+M. Tabulka 6.3. Výsledky nepárového permutačního testu mezi cuclp a UCLP+M Kategorie vady Rozměr mezi landmarky p hodnota věk 0 p hodnota věk 1 cuclp 1 7 0,0002 0,0013 vs ,3084 0, ,0216 0,2751 UCLP+M průměr 5 9 a ,0393 0,3751 úhel 1,3,7 0,0003 0, ,6757 0,2271 Z výsledků v tabulce 6.3. vyplývá, že rozdíl mezi cuclp a UCLP+M je statisticky signifikantní u většiny hodnocených rozměrů pouze v první věkové kategorii, jedinci s cuclp a UCLP+M v období jednoho roku se navzájem neliší ve většině hodnocených rozměrů. V první věkové kategorii se jedinci s cuclp a UCLP+M liší v šířce rozštěpové štěrbiny, délce nepostiženého segmentu, šířce patra a sklonění segmentů k sobě. Naopak se zásadně neliší v délce patra a délce postiženého segmentu. Ve druhé věkové kategorii byl pozorován signifikantní rozdíl mezi kategoriemi cuclp a UCLP+M pacientů v šířce rozštěpové štěrbiny a ve sklonu segmentů k sobě. Významný rozdíl nebyl nalezen u délky postiženého segmentu, délky nepostiženého segmentu, šířky patra a délky patra. 32

41 Změny ve velikosti patra UCLP pacientů v prvním roce života Změny velikosti patra v prvním roce života byly hodnoceny zvlášť u obou sledovaných skupin pacientů, tj cuclp a UCLP+M, a to pomocí programů Morphome3cs a PAST. V programu Morphome3cs byly naměřeny rozměry mezi vybranými landmarky, jejichž přehled je zobrazen v tabulkách 6.4. a 6.5 Tabulka 6.4. Přehled naměřených hodnot a jejich změna v průběhu růstu Kategorie vady Lineární charakteristiky definované landmarky Průměr věk 0 (mm) Průměr věk 1 (mm) Rozdíl (mm) Rozdíl (%) cuclp ,1 5,1 5 49, ,1 19,2 4,1 27, ,7 18,4 3,7 25,1 5 9/ ,9 37,9 3 8, ,9 25,3 2,4 10,5 UCLP+M 1 7 3,9 2,2 1,7 43, ,9 19,3 3,4 21, ,7 18,9 3,2 20,4 5 9/ ,6 37,1 4,5 13, ,6 24,1 1,5 6,6 Tabulka 6.5. Přehled naměřených hodnot a jejich změna v průběhu růstu Kategorie vady Úhlové charakteristiky definované landmarky Průměr věk 0 ( ) Průměr věk 1 ( ) Rozdíl ( ) Rozdíl (%) cuclp 1,3,7 20,3 11,1 9,2 45,3 UCLP+M 1,3,7 8,7 4,8 3,9 44,8 Tabulka 6.6. Výsledky nepárového permutačního testu pro rozměry cuclp a UCLP+M Rozměr p hodnota 1-7 0, , ,6102 poměr 5-6 a ,058 úhel 1,3,7 0,041 V tabulkách 6.4. a 6.5. jsou uvedeny průměrné hodnoty naměřených rozměrů v obou věkových kategoriích. Dále jsou v tabulkách uvedeny rozdíly mezi těmito hodnotami určující změnu velikosti naměřených rozměrů v průběhu růstu. Změny jednotlivých rozměrů byly hodnoceny pomocí nepárového permutačního testu. Výsledky nepárového permutačního testu (tabulka 6.6.) ukazují rozdíly mezi kategoriemi vady (cuclp, UCLP+M) mezi jednotlivými změnami rozměrů. 33

42 Z výsledků vyplývá, že signifikantní rozdíly byly nalezeny u změny šířky rozštěpové štěrbiny (1-7) a ve sklonění nepostiženého segmentu směrem k postiženému (úhel 1,3,7). Z hodnot uvedených v tabulkách 6.4. a 6.5. a zobrazených na grafech dále vyplývá, že všechny hodnocené rozměry, s výjimkou změny šířky patra (průměr 5-9 a 6-10), se změnili více u cuclp pacientů. Zásadněji dochází u cuclp pacientů k přiblížení v oblasti rozštěpové štěrbiny (1-7) a k většímu sklonění nepostiženého segmentu směrem k postiženému (úhel 1,3,7). U obou kategorií vady dochází v průběhu růstu k výraznějšímu růstu postiženého segmentu (8-10) oproti segmentu nepostiženému (4-6). Z výsledků dále vyplývá, že během prvního roku života po operaci rtu dochází k výraznějšímu sagitálnímu růstu u cuclp pacientů oproti růstu transverzálním směrem. Naopak u UCLP+M pacientů dochází k výraznějšímu růstu transverzálním směrem oproti růstu sagitálním směrem. rozměr (mm) rozměr 1-7 cuclp rozměr 1-7 UCLP+M věk (měsíc) Graf 6.1. Závislost změny velikosti rozštěpové štěrbiny (1-7) na věku v průběhu růstu u cuclp a UCLP+M pacientů. 34

43 rozměr (mm) rozměr 8-10 cuclp rozměr 8-10 UCLP+M věk (měsíc) Graf 6.2. Závislost změny délky postiženého segmentu (8-10) na věku u cuclp a UCLP+M pacientů. rozměr (mm) věk (měsíc) rozměr 4-6 cuclp rozměr 4-6 UCLP+M Graf 6.3. Závislost změny nepostiženého segmentu (4-6) na věku u cuclp a UCLP+M pacientů. rozměr (mm) věk (měsíc) průměr 5-9 a 6-10 cuclp průměr 5-9 a 6-10 UCLP+M Graf 6.4. Závislost změny šířky patra (průměr 5-9 a 6-10) na věku u cuclp a UCLP+M pacientů. 35

44 úhel ( ) úhel 1,3,7 cuclp úhel 1,3,7 UCLP+M věk (měsíc) Graf 6.5. Závislost změny sklonu segmentů k sobě (úhel 1,3,7) na věku u cuclp a UCLP+M pacientů. rozměr (mm) 25, , ,5 23 rozměr 2-11 cuclp rozměr 2-11 UCLP+M 22, věk (měsíc) Graf 6.6. Závislost změny délky patra (2-11) na věku u cuclp a UCLP+M pacientů. Rozpětí naměřených hodnot v rámci jednotlivých kategorií vady bylo graficky zobrazeno pomocí krabicových grafů (boxplot) (graf. 6.7.). Grafy zobrazují rozpětí naměřených dat u jednotlivých kategorií vady. Základem grafu je krabice (box) uvnitř níž je vyznačen medián. Krabice (box) obsahuje data mezi prvním a třetím kvartilem. Z těchto grafů (graf 6.7.) vyplývá, že rozpětí hodnot všech rozměrů je menší u UCLP+M pacientů než u cuclp. Rozpětí dat jednotlivých změn rozměrů potvrzuje výsledky nepárového permutačního testu (tabulka 6.6.), a to tak, že nejzásadnější rozdíly v rozpětí hodnot pozorujeme u změny šířky rozštěpové štěrbiny a u změny sklonu segmentů směrem k sobě. 36

45 U ostatních rozměrů nepozorujeme zásadní odchylky mezi kategoriemi vady, a to jak u délky obou segmentů, změny šířky patra ani u délky patra. 37

46 Graf 6.7. Krabicové grafy vyjadřující rozpětí naměřených dat Vliv závažnosti postižení a kategorie vady na změny ve velikosti patra v prvním roce života V rámci jedné kategorie vady je značná rozdílnost v závažnosti postižení, tj. rozsahu rozštěpové štěrbiny. Proto jsme rozdělili obě kategorie vady dohromady na 3 skupiny podle závažnosti postižení, abychom sledovali vliv šířky rozštěpové štěrbiny na změny jednotlivých rozměrů v průběhu růstu. Podle naměřených hodnot v oblasti rozštěpové štěrbiny mezi segmenty (1-7) v novorozeneckém věku, byly všichni pacienti bez ohledu na kategorii vady rozděleny do 3 skupin podle závažnosti vady. Rozdělení bylo provedeno na základě směrodatné odchylky od průměru (tabulka 6.7.). V oblasti +/- ½ směrodatné odchylky od průměru byla stanovena skupina 1. V oblasti pod ½ směrodatné odchylky od průměru byla stanovena 2. skupina a v oblasti nad ½ směrodatné odchylky 3. skupina závažnosti postižení. Naměřené rozměry byly dále statisticky hodnoceny pomocí dvoufaktorové ANOVY. Touto statistickou metodou byl hodnocen vliv závažnosti postižení a kategorie vady (cuclp a UCLP+M) na naměřené rozměry. Výsledky jsou shrnuty v tabulkách Tabulka 6.7. Rozdělení pacientů podle závažnosti postižení do 3 skupin průměr +/- ½ směrodatné < - ½ směrodatné odchylky > + ½ směrodatné odchylky odchylky Skupina

47 Tabulka 6.8. Výsledek dvoufaktorové ANOVY pro šířku rozštěpové štěrbiny (1-7) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 184,4 2 92,2 24,99 1,71E-06 Kategorie vady 56, ,28 15,25 0, Interaction 58, ,42 7,974 0,00234 Within 84, ,69 Total 269,7 28 Tabulka 6.9. Výsledek dvoufaktorové ANOVY pro délku postiženého segmentu (8-10) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 1, ,9573 0,1486 0,8627 Kategorie vady 3, ,318 0,5152 0,4801 Interaction 13,29 2 6,645 1,032 0,4801 Within 148,1 23 6,44 Total 166,6 28 Tabulka Výsledek dvoufaktorové é ANOVY pro délku nepostiženého segmentu (4-6) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 5, ,728 0,7293 0,4931 Kategorie vady 0, ,9005 0,2408 0,6283 Interaction 2, ,007 0,2692 0,7663 Within 86, ,74 Total 92,44 28 Tabulka Výsledek dvoufaktorové ANOVY pro šířku patra (průměr 5-9 a 6-10) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 5, ,885 0,729 0,4932 Kategorie vady 16, ,04 4,054 0,05592 Interaction 17,49 2 8,743 2,209 0,1326 Within 91, ,958 Total 119,6 28 Tabulka Výsledek dvoufaktorové ANOVY pro sklon segmentů k sobě (úhel 1,3,7) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 6,11 2 3,055 0,8415 0, Kategorie vady 1, ,438 0,3961 0,01212 Interaction 10,32 2 5,158 1,421 0,01058 Within 83, ,631 Total 104,

48 Tabulka Výsledek dvoufaktorové ANOVY pro délku patra (2,11) Sum of sqrs df Mean square F p hodnota Závažnost vady 6,11 2 3,055 0,8415 0,4439 Kategorie vady 1, ,438 0,3961 0,5353 Interaction 10,32 2 5,158 1,421 0,262 Within 83, ,631 Total 104,5 28 Z výsledků dvoufaktorové ANOVY vyplývá, že v případě změny šířky rozštěpové štěrbiny (1-7) má signifikantní vliv na změnu tohoto rozměru kategorie vady i závažnost postižení. Platí, že čím větší je postižení, tím se rozštěpová štěrbina více zmenší v průběhu růstu. Dále pak z výsledků vyplývá, že tato změna v oblasti rozštěpové štěrbiny je znatelnější u cuclp pacientů. Kategorie vady i její závažnost má také zásadní vliv na změnu sklonu nepostiženého segmentu směrem k postiženému (úhel 1,3,7). V rámci kategorie vady dochází k zásadnějšímu sklonu u cuclp pacientů a zároveň je výraznější sklon patrný u pacientů se závažnějším postižením. Dvoufaktorová ANOVA nám dále vyjadřuje interakci mezi faktory (kategorií vady a závažností postižení). Interakce mezi faktory byla pozorována u dvou hodnocených rozměrů. Jde o zmenšení rozštěpové štěrbiny (1-7) a o sklon nepostiženého segmentu směrem k postiženému (úhel 1,3,7). Interakce faktorů existuje, pokud existuje závislost veličiny (naměřeného rozměru) na prvním faktoru (závažnosti postižení) a pro jednu každou jeho hodnotu můžeme ještě ovlivnit hodnotu veličiny hodnotou druhého faktoru (kategorie vady) způsobem závislým na prvním faktoru. U změny rozštěpové štěrbiny (1-7) byla nalezena interakce mezi oběma faktory. Znamená to tedy, že cuclp jedinci vykazují větší změnu tohoto rozměru v průběhu růstu než UCLP+M pacienti a tento rozdíl se se zvyšující se závažností vady zvětšuje. Obdobná situace nastává u sklonu segmentů k sobě (úhel 1,3,7), kdy cuclp jedinci vykazují větší zmenšení úhlu v průběhu růstu než UCLP+M pacienti. Toto zmenšení je výraznější se zvyšující se závažností vady. 40

49 6.2. Geometrická morfometrie Rozdíly mezi kategoriemi vady v rámci variability tvaru Rozdíly mezi jednotlivými kategoriemi vady byly hodnoceny pomocí PCA skóre získaných ze souřadnic landmarků. Velikost není zachována, jedná se tedy o hodnocení variability tvaru Hodnocení variability tvaru patra UCLP+MM a UCLP+KM pacientů Pro zjištění rozdílů mezi souborem pacientů s UCLP+MM a souborem pacientů s UCLP+KM bylo potřeba porovnat jejich variabilitu tvaru z PCA skóre získaných ze souřadnic landmarků. Hodnoty PCA skóre byly vyneseny do suťového grafu (graf 6.8.), na jehož základě bylo možno určit počet hlavních komponent a ty následně použít pro nepárový permutační test. V našem případě se jedná o první dvě hlavní komponenty v novorozeneckém věku i v jednom roce. Tabulky a 6.15 shrnují procentuální příspěvky deseti hlavních komponent, jejichž součet je 97,79% celkové variability v novorozeneckém věku a 98,43% celkové variability v jednom roce. Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě tvaru patra UCLP+MM a UCLP+KM pacientů v novorozeneckém věku PC Variabilita (%) 31,85 22,23 11,08 9,21 7,37 5,2 3,89 3,46 1,92 1,58 Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě tvaru patra UCLP+MM a UCLP+KM pacientů v jednom roce PC Variabilita (%) 37,88 17,27 11,17 9,28 6,53 5,69 4,32 2,99 1,95 1,35 41

50 Eigenvalue % Component Eigenvalue % Component (a) (b) Graf 6.8. Suťový graf hlavních komponent UCLP+MM a UCLP+KM v novorozeneckém věku(a), v jenodm roce(b). Z grafů závislosti PC1 a PC2 (graf 6.9. a 6.10) je patrné, že pacienti s UCLP+MM vykazují větší variabilitu tvaru než pacienti s UCLP+KM. Z grafů dále vyplývá, že se vzrůstajícím věkem se převážně jedinci s UCLP+KM posouvají k více pozitivním hodnotám PC1. Z hlediska tvaru patra jsou si jedinci s UCLP+MM a s UCLP+KM velmi podobní. Graf 6.9. Závislost PC1 a PC2 podílející se na variabilitě tvaru patra pacientů v novorozeneckém věku. 42

51 Graf Závislost PC1 a PC2 podílející se na variabilitě tvaru patra v jednom roce. Statisticky byly zhodnoceny 2 hlavní komponenty. U UCLP+MM a UCLP+KM v novorozeneckém věku a následně v jednom roce. Použit byl nepárový permutační test. Cílem bylo zhodnotit, jestli se od sebe jednotlivé kategorie vady tvarově liší. Výsledky shrnuje tabulka Tabulka Statistická analýza u jednotlivých kategorií vady Věková kategorie Jedinec novorozenec Jedinec roční Kategorie vady UCLP+MM vs UCLP+KM UCLP+MM vs UCLP+KM p hodnota 0,61 0,668 Z výsledků vyplývá, že rozdíl ve tvaru mezi UCLP+MM a UCLP+KM není ani v jedné věkové kategorii statisticky signifikantní. Výsledek je tedy shodný se závěry klasické morfometrie v kapitole 6.1. Na základě získaných výsledků byli jedinci s oběma typy jednostranné rozštěpové vady s mostem sloučeni do jedné kategorie označované UCLP+M. V dalších kapitolách jsou pacienti s rozštěpovou vadou s měkkým či kombinovaným mostem hodnoceni společně jako jedna kategorie označovaná UCLP+M. 43

52 Hodnocení variability tvaru patra cuclp a UCLP+M pacientů Na základě PCA analýzy byla hodnocena variabilita tvaru cuclp pacientů v porovnání se skupinou pacientů s UCLP+M. Tabulky a zobrazují deset hlavních komponent, jejichž příspěvek na celkovou variabilitu souboru je 94,1% v novorozeneckém věku a 93% celkové variability v jednom roce. Zanesením komponent do suťového grafu (graf 6.11.) se ukázalo, že na celkovou variabilitu tvaru patra mají nejzásadnější podíl 3 hlavní komponenty v novorozeneckém věku i v jednom roce. Tyto komponenty byly dále statisticky hodnoceny pomocí nepárového permutačního testu. Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě formy patra cuclp a UCLP+M pacientů v novorozeneckém věku PC Variabilita (%) 36,31 22,67 10,31 6,35 5,23 3,71 3,29 2,55 2,01 1,67 Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě formy patra cuclp a UCLP+M pacientů v jednom roce PC Variabilita (%) 30,88 20,99 11,25 6,75 5,78 4,67 4,55 3,76 2,52 1,84 Eigenvalue % Component Eigenvalue % Component (a) (b) Graf Suťový graf hlavních komponent cuclp a UCLP+M v novorozeneckém věku (a), v jednom roce (b). 44

53 Z grafů a je patrné, že největší variabilitu tvaru vykazují cuclp pacienti oproti UCLP+M pacientům, tedy pacienti se závažnějším typem vady. Z hlediska variability tvaru se od sebe pacienti s cuclp a pacienti s UCLP+M liší. Graf Závislost PC1 a PC2 podílející se na variabilitě tvaru patra pacientů v novorozeneckém období. Graf Závislost PC1 a PC2 podílející se na variabilitě tvaru patra pacientů v jednom roce. 45

54 PCA skóre prvních 3 hlavních komponent bylo použito pro hodnocení tvarových rozdílů mezi kategoriemi vad (mezi cuclp a UCLP+M) pomocí nepárového permutačního testu (tabulka 6.19.). Tabulka Statistické analýza u jednotlivých kategorií vady Věková kategorie Jedinec novorozenec Jedinec roční Kategorie vady UCLP vs UCLP+M UCLP vs UCLP+M p hodnota 0,0015 0,0585 Z výsledků vyplývá, že rozdíl ve tvaru mezi cuclp a UCLP+M je statisticky signifikantní pouze v první věkové kategorii, jedinci cuclp a UCLP+M v období jednoho roku se navzájem neliší. Ke stejnému výsledku jsme došli pomocí klasické morfometrie v kapitole

55 Longitudinální změny ve variabilitě a v průměrné morfologii patra v rámci jednotlivých kategorií Longitudinální změny byly hodnoceny v rámci jednotlivých kategorií vady (cuclp a UCLP+M) během prvního roku života. K hodnocení byly použity metody geometrické morfometrie založené na hodnocení polygonových sítích (PCA, superprojekce) a na hodnocení landmarkových dat (TPS analýza) Longitudinální změny cuclp pacientů Hodnocení variability formy patra cuclp pacientů v průběhu růstu Variabilita formy patra byla použita pro popis velikostních a zároveň tvarových změn v průběhu růstu. Variabilita formy patra cuclp pacientů byla sledována pomocí PCA analýzy. Tabulka ukazuje procentuální příspěvky deseti hlavních komponent. Jejich součet je 98,92%. Pomocí suťového grafu (graf 6.14.) jsme určili 3 hlavní komponenty zodpovídající za 75,03% celkové variability. Vizualizovány byly pouze ty komponenty, které vyjadřují více než 10% variability, tedy první a druhá hlavní komponenta. Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě formy patra cuclp pacientů PC Variabilita (%) 48,72 16,85 9,46 5,71 4,21 2,39 1,75 1,52 1,21 1,1! Graf Suťový graf a scatterplot vyjadřující variabilitu formy cuclp jedinců. 47

56 Z grafu vyplývá, že první hlavní komponenta popisující variabilitu formy vyjadřuje změny související s věkem cuclp pacientů. Vlevo se nejčastěji nacházejí jedinci v jednom roce věku, zatímco vpravo se nejčastěji nacházejí jedinci v novorozeneckém věku. První hlavní komponenta (obr. 6.2.) určuje 48,72% celkové variability a je zodpovědná hlavně za změny v oblasti rozštěpové štěrbiny. V průběhu růstu po operaci dochází k zásadnímu přiblížení segmentů právě v oblasti rozštěpové štěrbiny. Zároveň dochází k formování dentálního oblouku. Celkově jsou patra novorozenců relativně širší. První hlavní komponenta dále vyjadřuje růst patrových segmentů v anteriorní části patra. Obr Změny formy patra cuclp jedinců vyjádřené PC1. Vlevo jsou patra odpovídající nejvíce negativní, ve středu nulové a vpravo nejvíce pozitivní hodnotě dané komponenty. Druhá hlavní komponenta (obr. 6.3.) vyjadřuje 16,85% variability. Je zodpovědná zejména za rozšíření v oblasti postiženého segmentu a celkového rozšíření patra. Obr Změny formy patra cuclp jedinců vyjádřené PC2. Vlevo jsou patra odpovídající nejvíce negativní, ve středu nulové a vpravo nejvíce pozitivní hodnotě dané komponenty. 48

57 Získané hodnoty 3 hlavních komponent ve 2 věkových obdobích byly statisticky hodnoceny pomocí párového Hotellingova testu. Z výsledků vizualizace pomocí PCA analýzy a výsledků párového Hotellingova testu zobrazených v tabulce je patrné, že forma patra se v průběhu prvního roku života zásadně mění. Tabulka Statistická analýza formy patra cuclp pacientů Věková kategorie Kategorie vady p hodnota Novorozenecký vs roční věk cuclp 4.377e Hodnocení průměrných změn v morfologii cuclp pacientů v průběhu růstu Pro sledování změn v průběhu růstu jsme použili metodu superprojekce a TPS analýzu. Pomocí vizualizace superprojekce sledujeme průměrné změny v morfologii patra v průběhu růstu na základě dvou průměrných modelů patra cuclp jedinců. Na základě vizualizace TPS analýzy pozorujeme průměrné změny definované landmarkovými daty viditelné na deformované mřížce. Vizualizace superprojekce (obr. 6.4.) nám ukazuje průměrné změny na 2 průměrných modelech. Červeně je zobrazený průměrný model v novorozeneckém věku a šedě průměrný model ročního pacienta. Dochází k značnému anteriornímu i posteriornímu růstu obou segmentů. Další změnou je výrazné přiblížení segmentů v oblasti rozštěpové štěrbiny. Posun segmentů inferiorním směrem v průběhu růstu naznačuje červený model (novorozenecký věk), který vystupuje nad povrch šedého modelu (roční věk). Obr Superprojekce cuclp jedinců. 49

58 Na obr je zobrazen řez superprojekcí modelů v oblasti landmarku 2 na nezasaženém segmentu. Řez ukazuje posun nepostiženého segmentu během růstu. Červeně zobrazený model (model průměrného novorozence) je v anteriorní části (šedá šipka) posunut nad šedě zobrazený model (model ročního pacienta). V průběhu růstu tedy dochází k posunu segmentu inferiorním směrem v anteriorní části (šedá šipka) a k posunu superiorním směrem v posteriorní části segmentu (modrá šipka). Obr Řez superprojekcí modelů cuclp. Obdobný jev je viditelný na obr u postiženého segmentu, kdy dochází k posunu postiženého segmentu inferiorním směrem v anteriorní části (šipka). Posun je na straně postiženého segmentu méně patrný než na straně nepostiženého segmentu. Obr Řez superprojekcí modelů cuclp. 50

59 Růst hodnotíme též pomocí TPS analýzy, která nám ukazuje posun jednotlivých landmarků na zdeformované mřížce v průběhu růstu (obr. 6.7.) a tím nám doplňuje informace získané superprojekcí. Modře označené landmarky zobrazují průměrný model novorozence a červeně označené landmarky zobrazují průměrný model ročního pacienta. Vizualizace ukazuje, že nedochází k transverzálnímu zúžení patra během růstu. Patro tedy roste tímto směrem i po provedené operaci rtu. Dochází k přiblížení segmentů v oblasti rozštěpové štěrbiny (mezi landmarky 1 a 7) vlivem růstu obou segmentů i vlivem tlaku po operaci zepředu, který je viditelný v oblasti kolem landmarku 2. Obr TPS cuclp jedinců. 51

60 Pohled na TPS analýzu v horizontální rovině v oblasti landmarku 2 na nepostiženém segmentu (obr. 6.8.) potvrzuje posun segmentu viditelný na superprojekci (obr. 6.4.). Jde tedy o posun anteriorní části nepostiženého segmentu inferiorním směrem (šipka). K tomuto posunu dochází pravděpodobně vlivem tlaku, který je v této oblasti viditelný na obr Obr TPS cuclp jedinců z pohledu ze strany nepostiženého segmentu. Posun je na vitualizaci patrný i v horizontální rovině v oblasti landmarku 8 na postiženém segmentu (obr. 6.9.). Posun anteriorní části postiženého segmentu směrem dolů (šipka) je méně výrazný než posun na nepostiženém segmentu (obr. 6.8.). Obr TPS cuclp z pohledu ze strany postiženého segmentu. 52

61 Longitudinální změny UCLP+M pacientů Hodnocení variability formy patra UCLP+M pacientů v průběhu růstu Variabilita formy patra UCLP+M pacientů byla sledována pomocí PCA analýzy. Tabulka zobrazuje příspěvky deseti hlavních komponent. Celkový příspěvek těchto komponent je 91,67%. Pomocí suťového grafu (graf 6.15.) jsme určili, že na celkové formě patra se nejzásadněji podílí první a druhá hlavní komponenta. Tyto komponenty odpovídají za 64,19% celkové variability formy patra. Tabulka Přehled hlavních komponent podílejících se na celkové variabilitě formy patra UCLP+M pacientů PC Variabilita (%) 49,51 14,68 7,55 5,25 4,38 3,65 3,35 1,19 1,14 0,97 Eigenvalue % Component Graf Suťový graf a scatterplot vyjadřující variabilitu formy UCLP+M jedinců. Na grafu je vyobrazena závislost 1. a 2. komponenty. Rozložením jedinců v obou věkových kategoriích v rámci první komponenty nelze odlišit formu patra mezi věkovými kategoriemi, protože se elipsy spolehlivosti z velké části překrývají. Z pohledu druhé hlavní komponenty lze pozorovat změny ve formě patra pacientů v průběhu růstu. V oblasti spíše negativních hodnot se nacházejí roční jedinci a v oblasti pozitivních spíše novorozenci. 53

62 První hlavní komponenta (obr ) zahrnující 49,51% celkové variability je zodpovědná za změny formy spojené s celkovým rozšiřováním dentoalveolárního oblouku. Další změny formy jsou patrné v anteriorní části patra, konkrétně dochází k zploštění nepostiženého segmentu. Tato komponenta ovlivňuje především šířkové rozměry patra. Obr Změny formy patra UCLP+M jedinců vyjádřené PC1. Vlevo jsou patra odpovídající nejvíce negativní, ve středu nulové a vpravo nejvíce pozitivní hodnotě dané komponenty. Obr Změny formy patra UCLP+M jedinců vyjádřené PC2. Vlevo jsou patra odpovídající nejvíce negativní, ve středu nulové a vpravo nejvíce pozitivní hodnotě dané komponenty. Druhá hlavní komponenta (obr ) vyjadřuje 14,68% celkové variability. Zodpovídá za změny tvaru především v oblasti postiženého segmentu. Tento segment se v průběhu růstu rozšiřuje. Dochází také k zvětšení nepostiženého segmentu v anteriorní části. Celkově tedy dochází k formování dentálního oblouku během prvního roku po operaci rtu, kdy dochází k rozšíření ve středních částech segmentů. Tabulka Statistická analýzy formy pater UCLP+M pacientů Věková kategorie Kategorie vady p hodnota Novorozenec vs roční UCLP+M 6.501e-05 54

63 Z výsledků vizualizace pomocí PCA analýzy a výsledků párového Hotellingova testu zobrazených v tabulce je patrné, že se forma patra u UCLP+M pacientů v průběhu prvního roku života zásadně mění Hodnocení průměrných změn v morfologii UCLP+M pacientů v průběhu růstu Změny v morfologii patra UCLP+M pacientů v průběhu prvního roku života byly hodnoceny pomocí superprojekce a TPS analýzy dvou průměrných modelů patra. Na vizualizaci superprojekce (obr ) je červeně zobrazen průměrný model v novorozeneckém období a šedě je zobrazen průměrný model ročního pacienta. Dochází k anteriornímu i posteriornímu růstu, který je však méně výrazný než u cuclp pacientů. Další změnou je přiblížení segmentů v oblasti rozštěpové štěrbiny, které je také méně výrazné. K výraznější změně oproti cuclp pacientům dochází v růstu transverzálním směrem, kde dochází k významnému rozšíření. Posun segmentů inferiorním směrem v průběhu růstu naznačuje červený model (novorozenecký věk), který vystupuje nad povrch šedého modelu (roční věk). Obr Superprojekce UCLP+M jedinců. Obr Řez superprojekcí modelů UCLP+M jedinců. 55

64 Na řezu superprojekcí modelů na obr je viditelný výrazný posun v anteriorní části nepostiženého segmentu (šedá šipka). Dochází k posunu segmentu v anteriorní části inferiorně a v posteriorní části segmentu superiorně (modrá šipka). Ke stejné situaci dochází i na postiženém segmentu (obr ), kde je posun patrný v anteriorní části segmentu v oblasti landmarku 8 (šipka). Dochází k mírnému posunu anteriorní části inferiorně. Posun segmentu je však méně výrazný než posun u nepostiženého segmentu. Obr Řez superprojekcí modelů UCLP+M jedinců. Růst můžeme sledovat také pomocí TPS analýzy, protože nám její vizualizace zobrazuje posun jednotlivých landmarků v průběhu růstu a tím nám doplňuje informace získané superprojekcí. Modře označené landmarky určují průměrný model novorozence a červeně označené landmarky zobrazují průměrný model ročního pacienta. Na obr je viditelné, že nedochází k transverzálnímu zúžení patra během růstu stejně jako v případě cuclp jedinců. Růst transverzálním směrem je znatelnější než u cuclp pacientů. Dále dochází k přiblížení segmentů v oblasti rozštěpové štěrbiny (mezi landmarky 1 a 7), které ale není tak významné jako u cuclp jedinců. K přiblížení dochází nejen vlivem tlaku zepředu, který je patrný v oblasti landmarku 2, ale také vlivem růstu jednotlivých segmentů. 56

65 Obr TPS UCLP+M jedinců. Pohled na TPS vizualizaci v horizonatální rovině na oblast landmarku 2 na nepostiženém segmentu (obr ) potvrzuje posun viditelný na superprojekci (obr ). V anteriorní části nepostiženého segmentu dochází k posunu inferiorně (šipka). Tento posun je způsoben tlakem po operaci rtu zepředu. Posun segmentu je patrný i na postiženém segmentu (obr ) v horizontální v oblasti landmarku 8. Dochází také k posunu anteriorní části segmentu inferiorně (šipka) v průběhu růstu. Posun na zasaženém segmentu je opět méně znatelný než posun segmentu na nezasažené straně patra. 57

66 Obr TPS UCLP+M jedinců z pohledu ze strany nepostiženého segmentu. Obr TPS UCLP+M z pohledu ze strany postiženého segmentu. 58