Three-dimensional analysis of changes of the malar–midfacial region after LeFort I osteotomy and maxillary advancement

Language
en
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2013-09-24
Issue Year
2013
Authors
Fey, Franziska
Editor
Abstract
  1. Aim It has been the objective of the present prospective study to assess visible volume changes of the facial soft tissue after LeFort-I-osteotomy with advancement and to determine the soft-tissue-to-hard-tissue ratios of advancement.

  2. Patients and Methods Twenty adult patients (10 female, 10 male, mean age 33,9  14,9 years) received a LeFort-I-osteotomy with advancement because of a maxillary retrusion. Lateral skull radiographs and optical 3D scans of the facial surface were assessed preoperatively and 12 months after surgery. The lateral skull radiographs were used to carry out standard linear and angular cephalometric measurements. The pre- and postoperative optical 3D surface scans were registered by matching the regions of the facial surface that had not been altered by surgery. A well-defined area in the malar region was used to determine the visible volume changes for each side separately. The mean accommodation vector that transforms the preoperative into the postoperative surface was assessed for each facial half, separately. The soft-tissue-to-hard-tissue ratios between the incision superius and the labrale superius, the maximal parasagittal advancement of soft tissue and the accommodation vectors were calculated.

  3. Results A mean advancement of the incision superius of 5,3  2,1 mm was accompanied by a volume increase of 5,2  4,1 cm3 in the right malar midfacial region and 4,6  4,7 cm3 on the left side, respectively, revealing a symmetrical volume change (p=0,370). The soft-tissue-to-hard-tissue ratios were 80  94% for labrale superius and incision superius, 56  79% (right) and 51  56% (left) for accommodation vector and incision superius and 97  79% (right) and 98  89% (left) for maximal parasagittal advancement of soft tissue and incision superius.

  4. Conclusions The determination of volume changes and accompanying accommodation vectors complete the cephalometric analysis during the follow-up of patients undergoing LeFort-I-osteotomy. The data show that maxillary advancement leads to a more pronounced shifting of the soft tissues in the malar-midfacial area than of the upper lip. The new parameters will help to assess normative soft tissue data based on 3D imaging with a view to an improved three-dimensional prediction of the operative outcome of orthognathic surgery away from the midline.

Abstract
  1. Ziel Ziel bei dieser prospektiven Studie war, bei Patienten mit Mittelgesichtshypoplasie nach einer Le-Fort-I-Osteotomie sichtbare Volumenänderungen des Gesichts zu ermitteln. Dazu wurden dreidimensionale Oberflächendaten des Gesichts mit Hilfe eines optischen 3D-Scanners erfasst und in Bezug auf das Verhältnis zwischen knöcherner und weichgewebiger Veränderung analysiert.

  2. Patienten und Methoden Bei zehn Frauen und zehn Männern im Alter von 33,9±14,9 Jahren mit diagnostizierter Retrognathie wurde eine Le-Fort-I- Osteotomie mit Oberkiefervorverlagerung durchgeführt. Bei jedem Patienten wurden reproduzierbar kephalometrische Analysen präoperativ (T0) und 12 Monate postoperativ (T1) vorgenommen. Jeweils eine Fernröntgenseitenaufnahme und ein optischer dreidimensionaler (3D) Datensatz der Gesichtsoberfläche zum Zeitpunkt T0 und T1 wurden angefertigt. Die Fernröntgenseitenaufnahmen dienten zur standardisierten kephalometrischen Analyse von Strecken und Winkeln. Mittels der 3D Oberflächendatensätzen konnten postoperativ sichtbare Volumenänderungen der Gesichtsoberfläche errechnet werden. Dazu mussten zunächst die prä- und postoperativen optischen 3D Datensätze eines Patienten anhand von Referenzregionen, die keine operativ bedingten Veränderungen zeigten, überlagert werden. Danach konnte ein eindeutig definiertes Areal in der Wangenregion ausgewählt werden und die Volumenänderung für jede Gesichtshälfte separat errechnet werden. Aus diesen Daten konnte der Akkommodationsvektor berechnet werden. Er beschreibt das Ausmaß der Verschiebung der präoperativen in die postoperative Oberfläche. Für jede Gesichtshälfte konnten somit das Gesichtsprofil, die maximalen paramedianen Konturen der Gesichtsweichteile und der Akkommodationsvektor separat betrachtet werden.

  3. Ergebnisse Nach der Le-Fort-I-Osteotomie zeigte sich eine durchschnittliche Vorverlagerung des Inzisalpunktes von 5,3 ± 2,1 mm. Dies führte zu einem Volumenanstieg um 5,2 ± 4,1 cm3 in der rechten beziehungsweise 4,6 ± 4,7 cm3 in der linken Mittelgesichtsregion, was eine symmetrische Volumenänderung verdeutlicht (p=0,370). Die Verlagerung der Weichteile betrug im Verhältnis zum Inzisalpunkt für das Labrale superius 80 ± 94%, für den Akkommodationsvektor rechts 56 ± 79% bzw. links 51 ± 56% und für die maximale parasagittale Vorverlagerung rechts 97 ± 79% bzw. links 98 ± 89%.

  4. Praktische Schlussfolgerungen Mit der Bestimmung der Volumenänderungen und der Akkommodations-vektoren vervollständigen wir die kephalometrische Analyse bei Folgeuntersuchung von Patienten nach einer Le-Fort-I-Osteotomie. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer knöchernen Oberkiefervorverlagerung eine signifikante Volumenänderung der Gesichtsweichteile erreicht wird. Im lateralen Mittelgesicht erreicht man dabei eine stärker ausgeprägte Veränderung der Weichteile als bei der Oberlippe. Die neuen Parameter werden in Zukunft dabei helfen, standardisierte Daten des Weichgewebes basierend auf der 3D-Bildgebung zu beurteilen. Dadurch besteht in Zukunft die Möglichkeit, die Genauigkeit der 3D-Prädiktion des Ergebnisses einer skelettverlagernden Operation zu steigern. Von besonderem Interesse ist dabei eine verbesserte dreidimensionale Prädiktion für das operative Endergebnis von kieferorthopädischen Operationen im Mittelgesicht.

DOI
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