Tom 4 nr Volume 4 no

Transkrypt

1 Nowy sposób określania wieku szkieletowego oparty na wtórnych ośrodkach kostnienia kręgów szyjnych A new approach for determining skeletal age, based on the secondary ossification centers of the cervical vertebrae Julia F. Harfin 1 A B C D E F Silvia Esther Kahn de Gruner 2 A B C D E F Graciela Porta 3 A B D Andrea Kaplan 4 B C D Wkład autorów A Planbadań B Zbieranie danych C Analiza statystyczna D Interpretacja danych E Redagowanie pracy F Wyszukiwanie piśmiennictwa Authors Contribution A Study design B Data Collection C Statistical Analysis D Data Interpretation E Manuscript Preparation F Literature Search 1,2,3 Zakład Ortodoncji, Uniwersytet Maimónides, Buenos Aires, Argentyna 4 Zakład Materiałów Dentystycznych, Uniwersytet Buenos Aires, Buenos Aires, Argentyna 1,2,3 Department of Orthodontics, Maimónides University, Buenos Aires, Argentina 4 Department of Dental Materials, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina Streszczenie Cel: badania podjęto aby określić wiek kostny na bocznym zdjęciu radiologicznym głowy w oparciu o wygląd wtórnych ośrodków kostnienia na trzonach kręgów szyjnych podczas wzrostu i uzyskać jak najwięcej informacji ze zdjęć bocznych głowy oraz, aby uniknąć dodatkowego napromieniowania. Materiał i metody: oceniano 280 bocznych radiogramów głowy pacjentów obojga płci (żeńskiej =153 i męskiej = 127) z Zakładu Ortodoncji, Uniwersytetu Maimónidesa w Buenos Aires w Argentynie. Radiogramy pochodzące od osób między 6-18 rokiem życia po- Abstract Aim: to determine from a lateral headfilm the skeletal age, based on the appearance of the secondary ossification centers on cervical vertebral bodies during growth. To obtain the most information from a patient s lateral headfilm, in order to avoid additional radiation. Material and methods: 280 lateral headfilms of patients of both sexes (female 153, male 127) from the Department of Orthodontics, Maimónides University, Buenos Aires, Argentina, were evaluated. The X-Rays were between the ages of 6 and 18 years, distributed into age and sex groups. To eva- 1 Profesor, Kierownik Zakładu; Professor, Head of Department 2 Doktor, Dr., DDS, PhD. 3 Doktor, Dr., DDS, PhD. 4 Doktor, Kierownik Zakładu; Dr., DDS, PhD. Head of Department Adres autorów, Coresponding Author: Av. Santa Fe 3242, PB-G, Buenos Aires Argentina Phone: , Fax: juliaharfin@fibertel.com.ar 33

2 dzielono na grupy zależne od wieku i płci badanych. Aby ocenić wskaźniki dojrzałości kręgosłupa (ośrodki kostnienia) badano drugi, trzeci, czwarty i piąty krąg szyjny.oceniano następujące cechy: Obecność dolno-przednich i dolno-tylnych wtórnych ośrodków kostnienia kręgów szyjnych Pomiar wklęsłości dolnej na trzonach kręgów szyjnych Pomiar przedniej i tylnej wysokości trzonów kręgów szyjnych Kąt dolno-przedni i dolno-tylny między podstawą trzonu i stycznymi do jego ściany przedniej i tylnej Wartości wszystkich pomiarów były porównywane i oceniane statystycznie. Wyniki: ośrodki kostnienia kręgów szyjnych okazały się istotnymi parametrami w określaniu wieku kostnego. Wnioski: istnieje możliwość określania wieku kostnego na bocznych radiogramach głowy w oparciu o obecność wtórnych ośrodków kostnienia trzonów kręgów szyjnych, co oszczędza dodatkowego napromieniowania, jakie łączy się z wykonywaniem zdjęć radiologicznych nadgarstka. Zmniejsza to również koszty badania pacjenta. (Forum Ortod. 2008; 4: 33-43). Nadesłano: Przyjęto do druku: Słowa kluczowe: boczne radiogramy głowy kręgi szyjne wiek kostny wskaźniki dojrzałości wzrost wtórnych ośrodków kostnienia luate the maturity indicators (ossification centers) of the spinal column the second, third, fourth and fifth cervical vertebrae were used. The following measurements were evaluated: Presence of the lower-anterior and lower-posterior secondary ossification centers; Measurement of the lower concavity on the cervical vertebral bodies; Measurement of anterior and posterior height of vertebral bodies; The lower-anterior angle and lower-posterior angle. All values were statistically compared and evaluated. Results: The ossification centers of the cervical vertebras, resulted in significant parameters for the determination of the skeletal age. Conclusions: it is possible to determine on lateral headfilms the skeletal age by the presence of the secondary ossification centers on the cervical vertebral bodies, with the avoidance of additional radiation that comes from a hand- -wrist X-Ray. It also results in a cost reduction. (Orthod. Forum 2008; 4: 33-43). Received: Accepted: Key words: cervical vertebrae lateral headfilm maturity indicators secondary ossification centers growth skeletal age Wstęp Ocena wieku kostnego jest bardzo ważna przy planowaniu leczenia u młodocianych. Przy rozpoczynaniu leczenia, wybór zarówno ortodontycznej jak ortopedycznej metody powinien opierać się na znajomości wieku kostnego (1). Znając wiek kostny, można prognozować wynik leczenia, jak również rodzaj i czas trwania fazy retencyjnej. Z powodu indywidualnej zmienności terminu, czasu trwania i nasilenia wzrostu, ocena kostna ma zasadnicze znaczenie w formułowaniu racjonalnego planu leczenia ortodontycznego (2). Proces dojrzewania można ocenić tylko na podstawie kostnienia (3). Wygląd ośrodków kostnienia, ich zmiany morfologiczne oraz ich zespolenie zkością w rejonie nasady, okazały się jasnym i prostym narzędziem diagnostycznym do określania wieku kostnego pacjenta (4). Jednym z ważnych narzędzi używanych obecnie do ustalenia, czy skok wzrostowy rozpoczyna się, właśnie trwa, czy został zakończony, jest ocena radiologiczna nadgarstka. Badania wieku kostnego na podstawie radiogramu nadgarstka prowadzili m. in. Björk (5), Greulich Introduction The estimation of the skeletal age is very important in the planning of orthodontic treatment during adolescence. When to begin treatment, as well as the choice of the orthodontic or orthopedic therapy should be based on the skeletal age (1). Based on the skeletal age we can obtain information about the prognosis for the treatment, as well as the type and duration of the retention phase. Because of individual variations on timing, duration and velocity of growth, skeletal assessment is essential in formulating viable orthodontic treatment plans (2). The maturity process can only be determined by ossification (3). The appearance of the ossification centers, their morphological changes and their fusion to the bone in the epiphyseal region, have been demonstrated to be a clear and simple diagnostic tool when defining one patient s skeletal age (4). One important tool currently used in determining whether the pubertal growth has started, is occurring or has finished is the hand wrist radiographic evaluation. Different studies have been developed to determine the skeletal age on the hand-wrist X-Ray, among others are: Björk (5), 34

3 i Pyle (6), Tanner i Whitehous (7), Fishman (8) oraz Grave i Brown (9). W literaturze opisano ocenę dojrzewania kręgów szyjnych jako sposób określania wieku kostnego. Autorzy badań stwierdzili, że wiek kostny można rozpoznać na bocznym radiogramie głowy. Pierwsze badania były wykonane przez Bencha (10) w 1963 r. i dotyczyły porównania wzrostu żuchwy ze wzrostem kręgów szyjnych i kości gnykowej. Następnie Lamparski w 1972 r. (11) stwierdził, że kręgi szyjne są ważnym parametrem w badaniu wieku kostnego i zauważył zmiany morfologiczne kręgów szyjnych związane z wiekiem. W oparciu o badania Lamparskiego, Hassel i Farman (2) opracowali w 1995 r. wskaźnik zmian morfologicznych w kręgach szyjnych zwany Wskaźnikiem Dojrzewania Kręgów Szyjnych (Cervical Vertebrae Maturation Index CVMI), który zawierał sześć stadiów rozwojowych. Inną metodę obliczania wieku kostnego wynalazł Nanda (12), który mierzył odcinek Sella-Gnation i uznał go za wskaźnik wzrostu. Ruf i Pancherz (13) zaproponowali badanie zmian morfologicznych zatok czołowych jako ważnego wskaźnika wieku kostnego. Przedstawiany przez nas sposób badania opiera się na obserwacji wtórnych ośrodków kostnienia kręgów szyjnych. Poprzednio opierano się na zmianach morfologicznych kręgów szyjnych, za które wtórne ośrodki kostnienia są odpowiedzialne. Podobny proces można zobaczyć w nadgarstku z pojawieniem się trzeszczki, która również jest wtórnym ośrodkiem kostnienia używanym jako wskaźnik dojrzałości. Kręgosłup szyjny składa się z siedmiu kręgów. Wszystkie mają 3 pierwotne ośrodki kostnienia; jedno na trzonie i dwa na łukach. Dwa wtórne ośrodki kostnienia pojawiają się na górnej i dolnej powierzchni trzonu kręgu (również na wyrostku poprzecznym i wyrostku kolczystym), zmieniając morfologię kręgu z powodu zwiększającej się wklęsłości w dolnej części trzonu kręgu i zmiany jego kształtu. Nasady kręgów mają przednią itylną płytkę. Zaczynają one kostnieć począwszy od 8 roku życia przyjmując kształt kolisty i ulegają zlaniu w 18 roku życia, zgodnie z doniesieniami podręcznikowymi na ten temat (14). W porównaniu z innymi sposobami określania wieku kostnego, proponowana przez nas metoda ma następujące zalety: w stosunku do oceny nadgarstka zmniejszona jest liczba radiogramów i koszt badania, a ponadto dokładność oceny jest wysoka. Celem badań było określenie wieku kostnego na podstawie kręgów szyjnych ocenianych na bocznym radiogramie głowy. Jako wskaźników wzrostu użyto wtórnych ośrodków wzrostu kręgów szyjnych. Innym celem było sprawdzenie, czy boczne radiogramy głowy są wiarygodną dokumentacją do badania wieku kostnego zamiast radiogramu nadgarstka. Pomogłoby to uniknąć dodatkowego napromieniowania pacjenta i ortodonty, jak też zbędnych kosztów ponoszonych przez system opieki zdrowotnej i przez pacjenta. Greulich and Pyle (6), Tanner and Whitehouse (7), Fishman (8), Grave and Brown (9). Cervical vertebras have been described in literature as tools for determining bone age. Some authors affirm that the skeletal age is capable of being identified on the lateral X- -Ray. The first studies were carried out by Bench (10) in 1963, who compared mandibular growth with cervical vertebrae and hyoid bone growth. It was later that Lamparski, 1972 (11) found that the cervical vertebras were a valid parameter for identifying skeletal age. He made some observations based on the morphological changes of the cervical vertebras correlated to age. Based on Lamparski s study, Hassel and Farman in 1995 (2) developed an index of the morphological changes that happen to the cervical vertebrae called: (Cervical Vertebrae Maturation Index CVMI), which contains six developmental stages. Other methods for estimating skeletal age were developed by Nanda (12), by measuring the Sella-Gnathion distance and using this as a growth indicator. Ruf and Pancherz (13) proposed in their study that the morphological changes in the frontal sinus, should be valid skeletal age indicators. The method that we are presenting is based on the observation of the secondary ossifcation centers of the cervical vertebras. The methods listed before are based on the morphology changes that occur on the cervical vertebrae. Responsible for those morphological changes are the secondary ossification centers. We could see a similar process happening on the hand wrist, with the appearance of the sesamoid bone, also a secondary ossification center, used as a maturity indicator. The cervical column consists of 7 vertebras. All of them have 3 primary ossification centers; one on the body and the other 2 on the arches. Two secondary ossification centers appear on the upper and lower surface of the cervical vertebral body (also on the transverse process and the spinous process), being responsible for the morphology changes on the vertebrae, such as concavity increase on the lower part of the vertebral body and shape changes. The vertebrae epiphysis has an anterior and posterior plaque. They begin to ossify from the 8th year of life in a circular shape and they fuse at an age of 18 years, according to handbook information on the subject (14). Compared to other methods, used for the determination of the skeletal age, proposed by us method in relation to the hand-wrist assessment shows following advantages: the accuracy is high and lower number of X-Rays results in cost reduction. The aim of our study is to determine from a lateral headfilm the skeletal age on cervical vertebras. As growth indicators, the secondary growth centers on the cervical vertebrae were used. Another goal of this investigation is to evaluate if the lateral X-Ray is a reliable diagnostic record for the determination of the skeletal age, in order to avoid a hand-wrist X-Ray. This could prevent additional radiation to the patient and the treating orthodontist, as well as unnecessary costs for the health system and the patient. 35

4 Materiał i metody Badanie należy dokategoriibadań przekrojowych i retrospektywnych. Próba składała się z 280 bocznych radiogramów głowy pacjentów obu płci (żeńskiej153imęskiej 127) z Zakładu Ortodoncji Uniwersytetu Maimónidesa w Buenos Aires. Radiogramy pochodziły od pacjentów wwiekuod6do18lat(średnia 12.3 lat) Ryc.1. Wszyscy pacjenci byli zdrowymi Argentyńczykami rasy białej, którzy nie podjęli w przeszłości leczenia ortodontycznego ani nie byli leczeni w chwili wykonywania badania radiologicznego. Wykluczono osoby z wadami zespołowymi, zniekształceniami, zaburzeniami odżywiania, niedoborami wzrostu lub po przebytych urazach twarzy, głowy i szyi. Odrzucono radiogramy nieostre lub ze słabo widoczną okolicą kręgosłupa szyjnego. Wszystkie radiogramy były wykonywane na tej samej aparaturze (Orthophos Siemens AG) przy takiej samej odległości od obiektywu i z użyciem cefalostatu. Filmy AGFA 24x30cm ustawiano pionowo w celu lepszej wizualizacji trzonów kręgów szyjnych. Wszystkie radiogramy były obrysowywane przez jednego ortodontę, który również wykonywał wszystkie pomiary. Aby ocenić wskaźniki dojrzałości, wzięto pod uwagę następujące pomiary: Obecność dolnych-przednich i dolnych-tylnych wtórnych ośrodków kostnienia kręgów C2,C3,C4 i C5 Ryc.2. Wklęsłość dolna była mierzona po narysowaniu linii stycznej do dolnej krawędzi trzonu kręgu jako odległość w milimetrach do najniższego punktu krzywizny dolnej trzonu Ryc. 3. Przednia i tylna wysokość C3iC4 Ryc.4. Kątdolny-przedni i dolny-tylny C3 i C4 Ryc. 5. Poszczególne wartości pomiarów były obliczane i oceniane statystycznie za pomocą testu regresji, testu regresji logistycznej oraz testu Fishera. Material and Methods This is a retrospective and transversal study. The sample consists of 280 lateral X-Rays (n=280) of patients of both sexes (female 153, male 127) from the Department of Orthodontics, Maimónides University, Buenos Aires, Argentina. The X-Rays were of patients between the ages of 6 and 18 years. The average age was 12.3 years Fig 1. All patients were healthy, caucasian Argentinians, who had neither started nor undergone any orthodontic treatment at the moment of the X-Ray. Patients that were suffering from syndromes, malformations, alimentary disorders, growth deficiencies or hadatraumahistoryinthefacial,headorneckregionwere excluded. Also excluded were X-Rays that were not well defined enough as well as those where the cervical region was difficult to observe. All X-Rays were taken using the same equipment (Orthophos Siemens AG), with the same focus- -object distance, and with the aid of a cephalostat. AGFA 24x30cm films were used vertically in order to get a better visualization of the cervical vertebrae bodies. All X-Rays were traced and all values measured by the same orthodontist. To assess the maturity indicators the following measurements were evaluated: Presence of the lower-anterior and lower-posterior secondary ossification centers of C2, C3, C4 and C5 Fig. 2. The lower concavity was measured tracing a tangent line to the lower edge of the vertebrae body and the distance to the deepest point on the lower curvature of the body was measured in mm. Fig 3. Anterior and posterior height of C3 and C4 Fig. 4. The lower-anterior angle and lower-posterior angle of C3andC4-Fig.5. Individual values for each headfilm were calculated and statistically evaluated using The Regression Test as well as The Logistic Regression and Fisher Test. Rycina 1. Rozkład materiału. Figure 1. Sample distribution. 36

5 Rycina 2. Dolny przedni wtórny ośrodek kostnienia kręgu C4. Figure 2. Lower anterior secondary ossification center on C4. Rycina 3. Mierzenie dolnej wklęsłości na C4. Figure 3. Measurement of the lower concavity on C4. Rycina 3. Mierzenie przedniej i tylnej wysokości trzonu C4. Figure 3. Measurement of the anterior and posterior height on C4. Rycina 4. Mierzenie dolnych kątów przedniego i tylnego na kręgu C4. Figure 4. Measurement of the lower anterior and lower posterior angle on C4. 37

6 Rycina 6. Korelacja między obecnością dolnych przednich wtórnych ośrodków kostnienia na kręgach C2, C3, C4 i C5 a wiekiem chronologicznym populacji męskiej i żeńskiej. Figure 6. Correlation between the presence of the lower anterior secondary ossification center in C2, C3, C4 and C5; and the chronological age in the male and female population. Rycina 7. Korelacja między obecnością dolnych tylnych wtórnych ośrodków kostnienia na kręgach C2, C3, C4 i C5 a wiekiem chronologicznym populacji męskiej i żeńskiej. Figure 7. Correlation between the presence of the lower posterior secondary ossification center in C2, C3, C4 and C5; and the chronological age in the male and female population. Rycina 8. Korelacja między nasileniem wklęsłości dolnej na C2, C3, C4 i C5 a wiekiem chronologicznym populacji męskiej i żeńskiej. Figure 8. Correlation between the increase of the lower concavity in C2, C3, C4 and C5; and the chronological age in the male and female population. 38

7 Wyniki Stwierdzono wysoką statystycznie korelację (p 0,0001) między obecnością dolnych-przednich wtórnych ośrodków kostnienia na kręgach C2, C3, C4 i C5, a wiekiem chronologicznym u osób płci męskiej i żeńskiej Ryc.6. Zauważono wcześniejsze pojawianie się ośrodków kostnienia u dziewcząt. Wyraźne zwiększanie występowania punktów kostnienia u dziewcząt przypadało na 10, a u chłopców na 12 rok życia. Oznacza to, że w tym wieku ośrodki kostnienia były widoczne na radiogramach, a ich kostnienie rozpoczynało się. W wieku 14 lat obserwowano stabilizację krzywej u dziewcząt, a u chłopców następowało to w wieku 15 lat, to znaczy, że w tym wieku prawie wszystkie (ok.100%) wtórne centra kostnienia można było dostrzec, a ich kostnienie postępowało. Korelacja między obecnością dolno-tylnych wtórnych ośrodków kostnienia była wysoce istotna statystycznie () w populacji żeńskiejimęskiej Ryc.7. Wartości wyrażono w procentach. Ponownie zauważono wcześniejsze występowanie zmian wzrostowych u dziewcząt niż u chłopców. U dziewcząt nasilenie pojawiania się wtórnych ośrodków kostnienia przypadało na 10, a u chłopców na 12 rok życia,tzn.ośrodki te były dobrze widoczne w tym wieku i rozpoczynało się ich kostnienie. Stabilizacja krzywej następowała u dziewcząt w wieku 14 a u chłopców w wieku 15 lat, to znaczy że w takim wieku wtórne ośrodki kostnienia były widoczne u 100% badanych. Zauważono bardzo wysoką korelację (p 0,0001) między wiekiem chronologicznym a zwiększaniem się wklęsłości na dolnych krawędziach trzonów kręgów C2, C3 i C4 Ryc.8. Wklęsłość ta pojawiała się wcześniej u dziewcząt niż u chłopców, jednak końcowe wartości jej pomiaru były takie same, co można nazwać dogonieniem wzrostu. Przednia i tylna wysokość trzonów kręgów C3 i C4 wykazywała statystycznie istotną zależność z wiekiem () w badanej populacji. U dziewcząt tylko dolny-tylny kąt nac3wykazywałstatystyczną zależność od wieku (p 0.021). Żaden z kątów na C4 u dziewcząt niebyłzależny statystycznie od wieku - -Tab.1,2. W populacji męskiej kąt dolny- przedni i dolny-tylny na C3 nie wykazywał zależności statystycznej od wieku i tylko dolny-tylny kąt na C4 Był istotnie statystycznie zależny od wieku (p ) Tab. 3,4. Można sądzić, że wartości kątów nie miały wielkiego znaczenia w analizie statystycznej. Dyskusja Na wykresach dotyczących dolnych przednich i tylnych wtórnych ośrodków kostnienia u dziewcząt widoczne jest obniżenie krzywej w wieku lat 9. Można to przypisać mniejszej liczbie badanych w tej próbie. Mierzenie dolnej wklęsłości wykazało, że pogłębia się ona później niż poja- Results The correlation between the presence of the lower-anterior secondary ossification center in C2, C3, C4 and C5 and the chronological age was highly significant (p ) in the male and female population - Fig 6. An earlier appearance of the ossification centers in girls could be observed. In the female sample these points showed a great increase in their appearance at an age of 10 years, in boys at an age of 12. This means that at these ages the ossification centers were visible on the X-Rays and their ossification started. At the age of 14 years a stabilization of the curve in the girls group could be observed, in the boys this happened at an ageof15,whichmeansthatatthisagealmostall(ca. 100%) of the secondary ossification centers, were capable of being observed and continued their ossification. The correlation between the presence of the lower-posterior secondary ossification center in C2, C3, C4 and C5 and the chronological age was highly significant (p ) in the male and female population - Fig 7. The values were expressed in percentages. An earlier appearance in girls than in boys could again be observed. In the female sample the increment in their appearance was at the age of 10, in boys at 12. This means that at this stage the secondary ossification centers were well observable on the X-Ray and had started their ossification.at the age of 14 years a stabilisation of this curve in girls could be observed, in boys only at 15 years, this means that by this age 100 % of the ossifications centers were present. A very highly significant correlation (p ) between age and the increase of the lower concavity was observed in C2,C3,andC4-Fig8.Thelowerconcavityshowedan earlier increase in girls than in the boys group, although the final values came out the same, this can be called growth catch up. The anterior and posterior height on C3 and C4 showed a significant statistical correlation to age (p ) in the studied population. In the female population only the lower-posterior angle of C3 showed a significant correlation to age (p 0.021) On C4 neither of the two angles showed a significant correlation to age in the female sample Tab. 1, 2. The correlation between the lower-anterior and lower-posterior angle of C3 and age in the male population was not statistically significant. In the males only the lower-posterior angle of C4 showed a statistically significant relationship to age (p 0.039) Tab. 3, 4. It can be concluded that the angles do not have a statistically important meaning. Discussion From the observation of the graphs of the lower anterior ad posterior secondary ossification centers in girls, a descent of the curve at an age of 9 years can be seen. This could be attributed to a smaller number of individuals in 39

8 Tabela 1. Wysokość przednia i tylna oraz kąt dolny przedni i tylny kręgu C3 u dziewcząt Table 1. The anterior and posterior height and lower anterior and posterior angle of C3 in girls Wysokość trzonu kręgu (mm) Przednia Tylna Przedni Kątº Tylny Średnia Mediana SD P 10,34 10 ±3,15 11,41 12 ±2,67 74,94 75 ±4,2 p 0,58 98,01 98 ±5,32 p 0,021 The anterior and posterior height on C3 showed a significant statistical correlation to age (p ). In the female population only the lower-posterior angle of C3 showed a significant correlation to age (p 0.021). Tabela 2. Wysokość przednia i tylna oraz kąt dolny przedni i tylny kręgu C4 u dziewcząt Table 2. The anterior and posterior height and lower anterior and posterior angle of C4 in girls Wysokość trzonu kręgu (mm) Przednia Tylna Przedni Kątº Tylny Średnia Mediana SD P 10,11 10 ±2,9 11,45 11 ±2,46 77,75 78 ±4,2 p 0, ,28 96 ±4,8 p 0,423 Measurement of the anterior and posterior height and lower anterior and lower-posterior angle on C4 in the female group. Neither of the two angles showed a significant correlation to age in girls. Tabela 3. Wysokość przednia i tylna oraz kąt dolny przedni i tylny kręgu C3 u chłopców Table 3. The anterior and posterior height and lower anterior and posterior angle of C3 in boys Wysokość trzonu kręgu (mm) Przednia Tylna Przedni Kątº Tylny Średnia Mediana SD P 8,98 9 ±3,45 10,43 10,5 ±3,11 74,21 74 ±4,96 p 0, , ±5,89 p 0,22 The anterior and posterior height on C3 showed a significant correlation to age (p ) in the male sample. The correlation between the lower-anterior and lower-posterior angle of C3 and age in the male population was not statistically significant. 40

9 Tabela 4. Wysokość przednia i tylna oraz kąt dolny przedni i tylny kręgu C4 u chłopców Table 4. The anterior and posterior height and lower anterior and posterior angle of C4 in boys Wysokość trzonu kręgu (mm) Przednia Tylna Przedni Kątº Tylny Średnia Mediana SD P 9,28 9 ±3,15 11,41 12 ±3,10 77,11 77 ± 5,704 p 0, ,23 98 ±5,135 p 0,0392 The anterior and posterior height on C4 showed a significant correlation to age (p ) in the male group. The lower-posterior angle of C4 showed a statistically significant relationship to age (p 0.039). wiają się ośrodki kostnienia. Może towynikać z samego sposobu wykonywania pomiaru. Pomiar ten może uchwycić wyraźne zmiany, gdy ośrodki kostnienia stają się wystarczająco duże i dobrze widoczne. Wyniki przeprowadzonych badań wykazują, że wartości kątów przednio- i tylno dolnych u osób płci żeńskiej i męskiej były nieistotne statystycznie. Można to przypisać morfologii poszczególnych kręgów, które wykazywały różnice indywidualne. Spośród czynników wpływających na budowę kręgów można wymienić mięśnie pacjenta, stan odżywienia i ćwiczenia fizyczne. Zauważono również trudności z odnalezieniem i zaznaczeniem punktów rejestracyjnych, widoczne na radiogramach przy nakładaniu obrazów. Sposób obrysowywania radiogramów i wykonywania pomiarów był zawsze taki sam. Mimo to, być może z powodu ręcznego wykonywania narysów, mógł wystąpić błąd metody. Aby to wyjaśnić, dokonano ponownego obrysowania trzech radiogramów losowo wybranych z każdej grupy. Błąd uznano za nieistotny, ponieważ 95% wszystkich pomiarów z pierwszego i drugiego badania leżały poniżej przyjętej granicy tolerancji. Potrzebne są dalsze badania z zastosowaniem tej samej metody, ale na większej liczbie pacjentów, w celu opracowania tabeli norm i krzywej wzrostu dla osób rosnących. Należy podkreślić, że każdy pacjent może przejawiać osobniczą zmienność w rytmie wzrostu, na który wpływają czynniki wewnętrzne i zewnętrzne. Trzeba też wziąć pod uwagę zróżnicowanie budowy kręgów, na które może wpływać: rotacja kręgów, odchylenia od normy krzywizny kręgosłupa szyjnego spowodowane uszkodzeniem więzadeł oraz zaburzenia w ośrodkach kostnienia wywołane złamaniem (4). Z wymienionych powodów konieczne jest zbieranie dokładnego wywiadu. Wszystkie metody określania dojrzałości (kostnej, seksualnej, zębowej itd.) postępują w podobnym rytmie, zgodnie z chronologiczną kolejnością. Zmiany morfologiczne kości są stałe i powtarzalne. Zmienia się tylko moment ich występowania. Pojawianie się wtórnych ośrodków kostnienia kręgów może być skorelowane z pojawianiem się trzethis age group in our sample. The measurement of the lower concavity showed a later increase than in the appearance of the ossification centers. This could be due to the construction and method of measuring. This measurement is only capable of significant changes when the ossification centers are bigger and more visible. The results of this study show that the obtained values for the anterior- and posterior- lower angles in females and males were not statistically significant. This could be attributed to the morphology of each vertebra, which have individual variations. The patient s musculatures, posture, nutrition, exercise, among other factors are determinant for morphology of the vertebrae. It could also be due to the difficulties that were found in the observation and marking of the reference points on the vertebras, shown on the X-Rays with super-imposed positions. The method used for tracing and measuring the X-Rays was the same in each case. Even though and perhaps due to the manual tracing, a methodic error could happen. To discard this, 3 X-Rays randomly selected from each group were retraced. The error was qualified as insignificant because 95% of all our measurements from the first and second tracing were below the acceptable limit of tolerance. Future investigations should be carried out using this type of measurements but on a bigger sample, in order to develop tables and norms for a larger population, as well as growth curves for growing individuals. This would be a very important tool for the orthodontic treatments. It is very important to notice that each patient may present individual variations in his or her growth rhythm that are influenced by external and internal factors. Morphological variations on the vertebras should be taken into account also. These may be caused by: vertebrae rotation; deviations in the cervical column curvature caused by ligamental lesions and disorders in the ossifications centers caused by fractures (4). This is why a careful anamnesis has to be done. All the methods used for determining the maturity (skeletal, sexual, dental, etc) progress at the same rhythm, following a chronological sequence. The morphological changes on a bone are constant and reproducible. Only the moment for 41

10 szczki na radiogramie nadgarstka. Stadium to można dostrzec tuż przed początkiem pokwitaniowego skoku wzrostowego (3). Wzrost ciała na wysokość osiąga szczyt 6 do 12 miesięcy przed największym nasileniem wzrostu kości twarzy. Zgodnie z naszą hipotezą, pojawianie się wtórnych ośrodków kostnienia na kręgach szyjnych występuje również między6a12miesiącem przed skokiem wzrostowym. Mito i Sato (15,16) sądzą, że każdy ortodonta powinien poznać i opanować metody określania wieku kostnego. Używanie kilku diagnostycznych metod oceny dojrzałości jest niezwykle ważne w prognozowaniu i diagnozowaniu rosnących pacjentów (17). Wpiśmiennictwie Lamparski (11) stwierdził wysoką korelację zmian morfologicznych występujących w każdym wieku w obrębie kręgów szyjnych, a wzrostem żuchwy. Hassel i Farman (2) oraz Garcia Fernandez (18) opisali ścisłą zależność między kostnieniem kręgów szyjnych i kości nadgarstka. Wyróżnili oni sześć stadiów rozwojów kręgów szyjnych i nazwali je Wskaźnikiem Dojrzałości Kręgów Szyjnych. Za pomocą tego wskaźnika można porównać zmiany morfologiczne w kręgach szyjnych oraz ich wtórnych ośrodków kostnienia ze zmianami wzrostowymi w nadgarstku opisanymi w metodzie Fishmana i Björka. Można wnioskować, że istnieje bardzo wysoka korelacja wieku chronologicznego i metody diagnostycznej opartej na ocenie nadgarstka. Mimo to, patrząc krytycznienabadania Hassela i Farmana, wskaźnik ten ma charakter subiektywny jeżeli pacjent znajduje się w okresie przejściowym między dwiema fazami rozwojowymi. Problem ten może również wystąpić przy zastosowaniu oceny nadgarstka. Pewne ryzyko w dokładności klasyfikacji istnieje w każdej metodzie diagnostycznej i dlatego ortodonta musi posługiwać się więcej niż jedną metodą przy określaniu wieku kostnego. Mito i Sato (15,16) wyrazili przekonanie, że określenie wieku kostnego na podstawie kręgów szyjnych ma taką samą wartość diagnostyczną jak ocena wieku kostnego na zdjęciu radiologicznym nadgarstka przy zastosowaniu metody Tannera i Whitehouse a (TW2), użytej w tym badaniu. Badacze ci donosili, że zawskaźniki dojrzałości kostnej można przyjąć nasady trzonów kręgów szyjnych (19). Niektórzy autorzy (20,21,22) stwierdzili ścisłą zależność między kostnieniem kręgów szyjnych i wzrostem żuchwy. Hellsing porównywał dojrzewanie kręgów szyjnych ze zmianą postawy ciała i jego wysokości. Obie cechy mogą znaleźć zastosowanie jako wskaźniki wzrostu kostnego, ponieważ istnieje ścisły związek między nimi. Catalbiano i wsp. (24) zaobserwowali ścisłą korelację przy określaniu wieku kostnego na radiogramach nadgarstka z oceną kręgów szyjnych na bocznych radiogramach głowy. Większość autorów stwierdza, że analizakręgów szyjnych jest metodą wiarygodną przy określaniu wieku kostnego i bardzo użyteczną w diagnostyce ortodontycznej, ponieważ jest wysoko skorelowana ze wzrostem żuchwy (25). them to happen is what changes. The appearance and observation of the secondary ossification centers of the vertebras might have a correlation with the appearance of the sesamoid bone, visible on a hand wrist X-Ray. This stadium, is observable just before the beginning of the pre-puberty growth peak (3).Thegrowthinheighthasitspeak6to12monthsbefore the growth of the face bones. Our hypothesis is that the appearance of the secondary ossification centers on the cervical vertebrae happen 6 to 12 months before the growth spurt. Mito and Sato (15, 16) think that each orthodontist should know and dominate the methods for determining skeletal age. The use of several diagnostic methods of maturity may lead to a prognosis and diagnosis of the utmost importance for a growing patient (17). In the literature Lamparski (11) has found a high correlation between the morphological changes that occur in the cervical vertebras at each age and the lower jaw growth. Hassel and Farman (2) and Garcia Fernandez (18) describe a high correlation between the cervical vertebras and the hand wrist ossification. They classified the cervical vertebras growth in six stages and called it Cervical Vertebrae Maturation Index. In their index morphological changes of the cervical vertebras and their secondary ossification centres are shown and compared to the hand wrist growth by Fishman and Björk s hand wrist diagnostic method. It could be concluded that there is a very high correlation between chronological age and the hand wrist diagnostic method. Even though and with a critical eye on Hassel and Farman s study, the index has a subjective character, when the patient was in the transition between two phases. This problem related to the subjectivity can also be seen when using the hand wrist diagnostic methods. A certain risk on the classification exists in every diagnostic method, that s why the orthodontist should use more than one method of diagnosis when determining the skeletal age. Mito and Sato (15, 16) think that the skeletal age determination on the cervical vertebras has the same diagnostic value as the skeletal age determination on the hand wrist X- -Ray utilizing Tanner and Whitehouse s 2 method (TW2), used in their study. They reported that the epiphysis of the bodies of the cervical vertebras can be used as skeletal maturity indicators (19). Several authors (20, 21,22) found a high correlation between the ossification of the cervical vertebras and the mandible growth. Hellsing (23) compared the cervical vertebrae maturation with the stature, or growth in height. Both can be used as skeletal growth indicators, since there is a close relation between them. Caltabiano, Leonardi and Zaborra (24) observed a high correlation between the determination of the skeletal age on a hand-wrist X-Ray and on the cervical vertebras on a lateral X-Ray. Most of the authors conclude that the cervical vertebrae analysis is a reliable method for determining skeletal age, very useful in the orthodontic diagnosis, since it is very highly correlated to the mandible growth (25). 42

11 Wnioski Określenie wieku kostnego na podstawie identyfikacji wtórnych ośrodków kostnienia oraz cech anatomicznych trzonów kręgów szyjnych jest możliwe, niezależnie od zmian w morfologii tych kręgów. W badaniu zauważono istnienie wysokiej korelacji między wiekiem chronologicznym i szkieletowym, co powoduje że opisana metoda stanowi ważne narzędzie przy określaniu wieku szkieletowego. Wiek szkieletowy jest ważniejszy niż chronologiczny w ortodontycznej diagnostyce i planowaniu leczenia. Powoduje to uniknięcie dodatkowego napromieniowania związanego z wykonaniem radiogramu nadgarstka. Powoduje to również redukcje kosztu i czasu badania. Dziewczęta osiągają dojrzałość szkieletową wcześniej niż chłopcy. Conclusions It is possible to determine the skeletal age identifying the secondary ossification centers as maturity indicators and anatomical features on the cervical vertebral bodies, independently from the cervical vertebrae morphology changes. As observed in this study there was a high correlation between chronological age and skeletal age, resulting in a valid tool for determining skeletal age. For orthodontic diagnosis and planning the skeletal age is more important than the chronological age. This results in the avoidance of additional radiation that comes from a hand-wrist X-Ray. It also results in a cost and time reduction. In skeletal maturity girls are more advanced than boys. Piśmiennictwo: References: 1. Schopf P. Die Bedeutung des skelettalen und dentalen Alters für die Auswahl des kieferorthopädischen Behandlungssystems. Fortschr Kieferorthop 1984; 45: Hassel B, Farman AG. Skeletal maturation evaluation using cervical vertebrae. Am J Orthod 1995; 107: Rakosi T, Jonas I. Kieferorthopädie: Diagnostik. Farbatlanten der Zahnmedizin, Band 8. Georg Thieme Verlag, Stuttgart-New York Medved R, Horvat R, Petrovic F. Beitrag zur Bestimmung des physiologischen Alters Med Sport 1962; 2: Björk A, Helm S. Prediction for the age of maximum puberal growth in body height. Angle Orthod. 1967; 2: Greulich WW, Pyle SI. Radiographic atlas of the skeletal development of the hand and wrist. 2nd. Ed. 1959, Stanford, University Press, California 7. Tanner JM. et al. Assessment of skeletal maturity and prediction of adult height (TW2 Method). 1975, Academic Press London, New York, San Francisco 8. Fishman LS. Radiographic evaluation of skeletal maturation, a clinical oriented method based on hand-wrist film. Angle Orthod 1982; 2: Grave KC, Brown T. Skeletal ossification and the adolescent growth. Am J Orthod 1976; 69: Bench RW. Growth of the cervical vertebrae as related to the tongue, face and denture behaviour. Am J Orthod 1963; 49: Lamparski DG. Skeletal age assessment utilizing cervical vertebrae Med. Diss. University of Pittsburgh, Pittsburgh. 12. Nanda RS. Eruption of human teeth. Am J Orthod 1960; 46: Ruf S, Pancherz H. Frontal sinus development as an indicator for somatic maturity at puberty? Am J Orthod Dentofac Orthop 1996; 5: Testut L, Latarjet A. Anatomía humana. Ed. Salvat, 1973, Madrid, España. 15. Mito T, Sato K, Mitani H. Cervical vertebral bone age in girls. Am J Orthod Dentofac Orthop 2002; 4: Mito T, Sato K, Mitani H. Predicting mandibular growth potential with cervical bone age. Am J Orthod Dentofac Orthop 2003; 2: Demirjian R. et al. Interrelationships among measures of somatic, skeletal, dental and sexual maturity. Am J Orthod 1985; 88: Garcia Fernandez P. et al. The cervical vertebrae as maturational indicators. J Clin Orthod 1998; 32: Mitani H, Sato K. Comparison of mandibular growth with other variables during puberty. Angl Orthod 1992; 62: O Reilly M, Yaniello GJ. Mandibular growth changes and maturation of cervical vertebrae. A longitudinal cephalometric study. Angl Orthod 1988; 58: Franchi L, Baccetti T, McNamara JA. Jr. Mandibular growth as related to a cervical vertebral maduration and body height. Am J Orthod Dentofac Orthop 2000; 118: Łysiak-Seichter M. Skeletal maturity assessment in orthodontics a review. Orthodontic Forum 2007; 1: Hellsing E. Cervical vertebral dimensions in 8, 11 and 15-year old children. Acta Odontol Scand 1991; 49: Caltabian M, Leonardi R, Zaborra G. Valutazione delle vertebre cervicali per la determinazione delléta schelética. Riv Ital Odontoiatr Infant 1990; 1-3: Baccetti T, Franchi L, McNamara JA. Jr. The Cervical Maturation (CVM) Method for the assessment of optimal treatment timing in dentofacial orthopedics. Semin Orthod 2005; 11: , Elsevier Inc. 43