3D ANALÝZA OBLIČEJE DĚTÍ VE VĚKU 6 15 LET

3D ANALÝZA OBLIČEJE DĚTÍ VE VĚKU 6 15 LET Autor: Michaela Lenochová a Marie Bednářová Školitel: MDDr. Peter Dírer Klinika zubního lékařství Fakultní nemocnice v Olomouci, oddělení ortodoncie Úvod 3D technologie jsou v dnešní době na vzestupu od 3D skenerů po tiskárny a pomáhají nám zjednodušit lékařskou dokumentaci například v ortodoncii, chirurgii a antropologii. Díky 3D fotoaparátům a technologiím můžeme zrychlit a zefektivnit analýzu získaných dat. Toho bylo využito v této práci, ve které byl sledován růst a změny proporcí obličeje dětí ve věku 6 15 let. Metodika Z databáze 3D fotografií právě probíhající longitudinální kohortové studie, která byla schválená Etickou komisí FN a LF UP Olomouc, bylo vybráno 5 dětí narozených v letech 23 2. U těchto dětí byly k dispozici alespoň dvě 3D fotografie tváře s minimálním odstupem jednoho roku a zároveň údaje o jejich celkové tělesné výšce. Do studie byly vybrány děti, u kterých byla zaznamenána největší změna tělesné výšky během jednoho roku. Kvůli tomuto výraznějšímu růstu se u nich předpokládaly také nejvýraznější změny v růstu obličeje. (1) Snímky byly analyzovány v programech Face Sculptor a Mirror 3D Analysis, kde se pomocí antropometrických bodů podle Farkase (2) zjistily jejich jednotlivé vzdálenosti a proporcionální poměry obličeje. Použity byly tyto antropometrické body: trichion (tr), glabella (g), ektokantion (ex), entokantion (en), nasion (n), pronasale (prn), subnasale (sn), cheilion (ch), labrale superius (ls), labrale inferius (li), sublabiale (sl) a menton (m). Jejich umístění je zaznamenáno na obrázku č. 1. Obrázek č.1 - Antropometrické body

Bylo sledováno, jak se jednotlivé hodnoty měřených vzdáleností změnily za jeden rok. Děti byly rozděleny nejprve na skupinu mladších (narozených v letech 27 2) a starších (narozených v letech 23 26) a následně na chlapce a dívky. Hodnotily se velikosti těchto změn u jednotlivých skupin a porovnávaly se jednotlivé skupiny navzájem. Výsledky Obličej je možné rozdělit na horizontální třetiny a vertikální pětiny. Toto rozdělení je důležité pro určení obličejové symetrie. V případě symetrického obličeje by se hodnoty jednotlivých třetin a pětin měly co nejvíce shodovat. (3) Horní třetina je oblast od trichionu po glabellu, střední třetina od glabelly po subnasale a dolní třetina od subnasale po menton. Celkově došlo k největšímu nárůstu v oblasti horní třetiny největších změn zde dosáhly mladší děti a dívky. Druhá a třetí třetina vyrostla více u chlapců a starších dětí. Nejmenší změny jsme naměřily u střední třetiny. Konkrétní hodnoty změn během jednoho roku jsou zobrazeny v tabulce č. 1. Tabulka č. 1 - Průměrné změny třetin po jednom roce. Hodnoty zaznamenány v mm. Celková změna Mladší děti Starší děti Chlapci Dívky 1. třetina 3,4 3,39 2,59 2,74 3,39 2. třetina 1,92 1,82 2,5 2,22 1,57 3. třetina 2,2 1,82 2,27 2,44 1,52 Obrázek č. 2 Horizontální třetiny obličeje Z celkové výšky obličeje byla vypočtena taková velikost třetiny, která by odpovídala naprosto souměrným proporcím obličeji u každého dítěte, a to v prvním i druhém roce měření. Předpokládalo se, že se hodnoty námi změřených třetin budou od této velikosti lišit jen minimálně. Byla vytvořena hypotéza, která měla ověřit, zda bude průměrná odchylka

Počet pětin celkem Počet pětin celkem Počet třetin celkem Počet třetin celkem jednotlivých třetin od vypočítané velikosti menší než 3 mm. Testování této hypotézy bylo provedeno na základě statistických výpočtů, konkrétně se jednalo o testy o střední hodnotě. Na základě tohoto testování byla hypotéza potvrzena. Následně byly zvoleny půlmilimetrové intervaly rozdílů naměřených třetin od vypočítané ideální třetiny každého dítěte. Zjišťoval se počet jednotlivých třetin v daném intervalu. Výsledky z obou let měření můžeme vidět v tabulce č. 2 a v grafech č. 1 a č. 2. V případě vertikálních pětin se brala v potaz pouze 2., 3. a 4. pětina, tedy vzdálenost ektokantion a entokantion obou očí a střední pětina (en en). Krajní pětiny program neurčoval. Další postup byl stejný jako u třetin byla vytvořena hypotéza, že průměrná odchylka jednotlivých pětin bude také minimální, tentokrát do 2 mm. Tato hypotéza byla opět potvrzena a odchylky jednotlivých pětin rozděleny do půlmilimetrových intervalů (viz tabulka č. 2 a grafy č. 3 a č. 4). Obrázek č. 3 - Vertikální pětiny obličeje Graf č. 2 - Třetiny 1. rok Třetiny 1. rok Graf č. 2 - Třetiny 2. rok Třetiny 2. rok 2 25 15 5 2 15 5 1 3 5 7 9 1113151719212325272931 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Graf č. 3 Pětiny 1. rok Graf č. 4 - Pětiny 2. rok Pětiny 1. rok Pětiny 2. rok 4 4 3 3 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 111213141516 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16

Tabulka č. 2 - Intervaly odchylek Intervaly (v mm) Třetiny 1. rok Třetiny 2. rok Pětiny 1. rok Pětiny 2. rok 1 <,;,5) 14 14 13 17 2 <,5; 1,) 13 3 22 3 <1,; 1,5) 16 21 17 18 4 <1,5; 2,) 13 16 24 34 5 <2,; 2,5) 18 8 14 11 6 <2,5; 3,) 6 17 17 17 7 <3,; 3,5) 14 15 14 11 8 <3,5; 4,) 9 11 5 2 9 <4,; 4,5) 7 5 6 9 <4,5; 5,) 6 1 2 11 <5,; 5,5) 7 6 5 3 12 <5,5; 6,) 7 5 2 1 13 <6,; 6,5) 4 3 1 14 <6,5; 7,) 3 2 1 15 <7,; 7,5) 1 1 1 1 16 <7,5; 8,) 3 3 1 17 <8,; 8,5) 1 3 - - 18 <8,5; 9,) 1 1 - - 19 <9,; 9,5) - - 2 <9,5;,) - - 21 <,;,5) 1 1 - - 22 <,5; 11,) - - 23 <11,; 11,5) - - 24 <11,5; 12,) - - 25 <12,; 12,5) 1 - - 26 <12,5; 13,) 1 - - 27 <13,; 13,5) 1 - - 28 <13,5; 14,) - - 29 <14,; 14,5) - - 3 <14,5; 15,) - - 31 <15,; 15,5) - - 32 <15,5; 16,) 1 - - Následně byly měřeny vzdálenosti mezi antropometrickými body v jednotlivých obličejových etážích (oblast nosu, očí, úst a brady) a porovnávány změny těchto rozměrů po jednom roce. Průměrné změny ve vzdálenostech u jednotlivých skupin dětí jsou zobrazeny v tabulce č. 3. V oblasti očí byly analyzovány změny ve vzdálenostech vnitřních (en) a vnějších (ex) koutků očí. Porovnával se růst levého a pravého oka, dále změna vzdálenosti mezi oběma vnějšími i vnitřními koutky očí. Zde byly výraznější rozdíly mezi pohlavími u dívek došlo k menší

změně ve vzdálenosti vnitřních koutků (rozdíl v růstu byl u chlapců o,5 mm větší než u dívek), zatímco šířka očí (en - ex) se změnila více než u chlapců. Průměrná změna ve vzdálenosti vnějších koutků byla 2 mm, k větší změně došlo u starších dětí. Tyto výsledky byly porovnány se studií Sforza et al. (29) (4) a shodují se v tom, že dochází k většímu růstu ve vzdálenosti obou ektokantionů u chlapců, avšak v případě růstu obou očí se liší dle této práce dochází k větším změnám v růstu entokantion - ektokantion u chlapců než u dívek. V oblasti nosu byla měřena jeho výška - tedy vzdálenost bodů nasion a subnasale a hloubka nosu vzdálenost bodů pronasale a subnasale. Výška nosu se po roce průměrně zvětšila o více jak 2 mm a hloubka nosu o necelý 1 mm. Dle studie Sforza et al. (211) (5) dochází u starších dětí k většímu růstu těchto rozměrů než u mladších, stejně tak dochází k výraznějšímu nárůstu u dívek než u chlapců, tyto hypotézy jsme potvrdily. Tabulka č. 3 Jednotlivé změny lineárních vzdáleností v oblasti očí a nosu (v mm) Celková změna Mladší děti Starší děti Chlapci Dívky Pravé oko Ex - En,72,71,73,63,83 Levé oko Ex - En,7,43 1,5,67,74 En - En,58,46,73,81,3 Ex - Ex 2 1,6 2,51 2,11 1,87 N - Sn 2,16 1,98 2,37 2,9 2,24 Prn - Sn,91,75 1,11,85,97 Šířka rtu, tedy vzdálenost cheilionů se celkově zvětšila o necelé 2 mm, větší růst byl opět zaznamenán u starších dětí, ovšem u chlapců a dívek byla změna totožná. Philtrum, ohraničené body subnasale a labrale superius, rostlo výrazněji u chlapců než u dívek. Věk dítěte neměl na růst philtra větší vliv. Celková výška rtů, dána body subnasale sublabiale, a výška červeně rtů, dána body labrale superius labrale inferius, se výrazněji změnily u chlapců než u dívek. Zajímavé je zjištění, že výška červeně rtů se více změnila u mladších dětí, kdežto celková výška rtů více u starších. Z toho vyplývá, že u starších dochází k většímu růstu v oblasti dolního rtu mimo retní červeň. Tyto výsledky udává také studie Sforza et al. (2). (6) Tabulka č. 4 Jednotlivé změny lineárních vzdáleností v oblasti dolní etáže obličeje (v mm) Celková změna Mladší děti Starší děti Chlapci Dívky Ch - Ch 1,87 1,59 2,22 1,87 1,87 Sn - Ls,81,79,85,93,68 Ls - Li 1,4 1,43 1,35 1,58 1,18 Sn - Sl 1,64 1,47 1,85 1,74 1,52

Závěr Cílem naší práce bylo vyhodnocení symetrie proporcí obličeje a změny v symetrii po jednom roce u skupiny dětí ve věku 6 15 let. Dalším cílem bylo zjištění průměrných přírůstků v různých částech obličeje v průběhu jednoho roku a porovnání těchto přírůstků u námi určených skupin mladší a starší děti, chlapci a dívky. Pomocí hypotéz bylo prokázáno, že s přibývajícím věkem se stává obličej více symetrickým. V případě horizontálních třetin byl zaznamenán největší růst v horní třetině, a to zejména u mladších dětí a děvčat. Z vertikálních pětin došlo k celkově nejmenšímu růstu v oblasti střední pětiny, tedy kořene nosu, avšak byly zde zaznamenány největší mezipohlavní rozdíly u chlapců byl růst této pětiny mnohem výraznější než u děvčat. Co se týče lineárních rozměrů, bylo zjištěno, že starší děti vyrostly více nežli děti mladší. Největší rozdíl byl v případě vzdálenosti cheilion cheilion, tedy šířky rtů. Větší růst u starších dětí můžeme přisoudit vstupu dětí do puberty. V případě pokračování této studie s větším souborem dětí by bylo možné získat přesnější výsledky analýzy růstu jednotlivých obličejových částí. Citace 1. Proffit W. R., Fields H. W. Jr., Sarver D. M. (212). Contemporary Orthodontics, fifth edition. St. Louis: Mosby. 2. Farkas, L. G. (1994). Anthropometry of the Head and Face. New York: Raven Press. 3. Farkas L. G.; Munro I. E. (1987). Anthropometric facial proportions in medicine. Springfield: Charles C Thomas Publisher. 4. Sforza, C., Grandi, G., Catti, F., Tommasi, D. G., Ugolini, A., Ferrario, V. F. (29). Ageand sex-related changes in the soft tissues of the orbital region. Forensic Science International, 185 (1-3), p.115.e1-115.e8. 5. Sforza, C., Grandi, G., De Menezes, M., Tartaglia, G. M., Ferrario, V. F. (211). Age- and sex-related changes in the normal human external nose. Forensic Science International, 24 (1-3), p.25.e1-25.e9. 6. Sforza, C., Grandi, G., Binelli, M., Dolci, C., De Menezes, M., Ferrario, V. F. (2). Ageand sex-related changes in three-dimensional lip morphology. Forensic Science International, 2 (1-3), p.182.e1-182.e7.