Nguyen Van Linh F 16
2.2.3. Définition des stades de fusion des grandes cornes au corps de l'os hyoïde
D'après quelques études (O'Halloran et Laundy 1987, Gupta et al. 2008) la fusion des grandes cornes au corps de l'os hyoïde présente des variations entre sexes et entre populations. Nous avons donc décidé d'étudier la présence d'une fusion unilatérale ou bilatérale des grandes cornes au corps de l'os hyoïde. Elle est recherchée sur l'image 3D de l'os hyoïde et vérifiée sur les coupes tomographiques axiales.
Les stades de fusion sont classés selon le code présenté dans le tableau II.6 et illustrés dans la figure II.20.
Stades de fusion Abréviation Description de l'étape de fusion
Absence de fusion A Aucun signe de fusion n'est observé (Figure II.20a) Fusion complète bilatérale B Les deux grandes cornes sont soudées
complètement au corps (Figure II.20c). Fusion complète Unilatérale
Cu La fusion est complète d'un seul côté, droit ou gauche, le côté opposé peut être non fusionné ou fusion partielle (Figure II.20b)
Fusion complète du côté droit Cud La fusion est unilatérale à droite. Fusion complète du côté gauche Cug La fusion est unilatérale à gauche
Fusion partielle unilatérale Pu La fusion est partielle d'un côté, le côté opposé ne présente pas de fusion
Fusion partielle bilatérale Pb La fusion partielle est observée des deux côtés Tableau II. 6 : Stades de fusion de l'os hyoïde
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Figure II. 20 : Évaluation du stade de fusion des grandes cornes au corps de l'os hyoïde sur les reconstructions 3D et les coupes axiales
a : Absence de fusion (A); b : fusion complète unilatérale (Cu); c : fusion complète bilatérale (Cb)
2.2.4. Mesures en 3D
Pour effectuer des mesures linéaires ou angulaires en 3D dans le logiciel TIVMI® des plans et des segments sont créés, à partir de points de repère sélectionnés. De même d'autres points complémentaires peuvent être construits (projections sur un plan, points équidistants, etc.). Nous devons donc dans un premier temps sélectionner des points de repère de positionnement les plus précis et les plus reproductibles.
2.2.4.1 Protocole de mesure des dimensions de l'os hyoïde
2.2.4.1.1 Choix et description des points
Les largeur et longueur totales de l'os hyoïde, les largeurs et longueurs des grandes cornes, du corps, les angles entre les grandes cornes ou l'angle du corps sont des variables
a
b
c
a
b
c
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choisies dans notre étude pour apprécier la taille et la forme de l'os hyoïde. Les points de l'os hyoïde sont sélectionnés pour réaliser ces mesures.
Dans le souci de choisir des points reproductibles et identifiables, nous avons recherché dans la littérature et trouvé une seule étude (Fakhry et al. 2013) mesurant l'os hyoïde reconstruit en 3D. Ces auteurs utilisent 5 points : 2 sur la partie distale des deux grandes cornes, 2 sur la jonction entre grandes cornes et petites cornes et 1 point au milieu du corps de l'os hyoïde (figure II.21).
Les définitions de ces points sont selon nous peu précises :
- Pour les points postérieurs : la partie distale des grandes cornes est trop large pour situer précisément un point.
- Pour les points antérieurs : les jonctions entre petites cornes et grandes cornes sont difficiles à repérer, surtout chez des jeunes enfants, à cause de leur densité faible et leur fusion tardive
- Pour le point du corps : la définition au milieu du corps rend le positionnement de
ce point difficilement reproductible. Figure II. 21 : Les 5 points de repères utilisés dans l'étude de Fakhry et al. (2013)
Nous avons établi les 5 points initiaux de notre étude en précisant leur positionnement (Tableau II.7).
a. Cinq points initiaux
Nom Définition
HyL1 Point supéro-interne de la partie postérieure (distale) de la grande corne droite HyL2 Point supéro-interne de la partie postérieure (distale) de la grande corne gauche HyC1 Point supéro-interne de la partie antérieure de la grande corne droite
HyC2 Point supéro-interne de la partie antérieure de la grande corne gauche HyB1 Point le plus antérieur du corps de l’os hyoïde
Tableau II. 7 : Définitions des 5 points initiaux de l'os hyoïde
Sur les grandes cornes, les 4 points sont positionnés à l'angle supéro-interne des parties postérieure et antérieure. Le point positionné sur le corps de l'os hyoïde est le point le plus antérieur (Figure II.22).
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Les largeurs antérieure et postérieure mesurées à partir de ces points correspondent à l'espace réel pour les tissus mous et les VAS.
Figure II. 22 : Points initiaux de l'os hyoïde
Pour chaque point, nous vérifions systématiquement son positionnement sur des coupes axiales au même niveau afin de confirmer si le point est bien à l'angle supéro-interne (Figure II.23). Cette vérification a un grand intérêt pour les points antérieurs des grandes cornes lorsqu’elles sont déjà fusionnées au corps, car la limite entre la grande corne et le corps de l'os hyoïde n'est pas facilement repérable sur l'os hyoïde 3D.
À partir des 5 points de repères initiaux, nous pouvons créer des segments et des plans qui seront ensuite utilisés pour saisir des points complémentaires.
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Figure II. 23 : Vérification des points choisis sur les coupes axiales
a : pour les os hyoïdes fusionnés ; b : pour les os hyoïdes non fusionnés
b. Plans et points générés (Tableau II.8 et Figure II.24)
Nom Définition
Plan Hyoïde Plan établi par trois points : HyL1, HyL2, HyB1
Plan sagi hyoïde Plan passant par le point HyB1 et perpendiculaire au segment HyL1-HyL2 HyC1 pro Projection du point HyC1 sur le plan Hyoïde
HyC2 pro Projection du point HyC2 sur le plan Hyoïde
Plan Corne1 Plan établi par trois points : HyC1, HyC1 pro, HyL1, représente la corne droite Plan Corne2 Plan établi par trois points : HyC2, HyC2 pro, HyL2, représente la corne gauche HyB3 Point au milieu du bord supérieur du corps de l'os hyoïde, à l'intersection entre le
plan sagi hyoïde et le bord supérieur
HyB2 Point au milieu du bord inférieur du corps de l'os hyoïde, à l'intersection entre le plan sagi hyoïde et le bord inférieur
Hy B1 pro Projection du point HyB1 sur le segment HyC1proHyC2pro Hy B3 pro Projection du point HyB3 sur le segment HyC1pro-HyC2pro
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Figure II. 24 : Plans et points créés 2.2.4.1.2 Mesures réalisées
Les mesures réalisées sont résumées dans le tableau II.9 et illustrés dans la figure II.25. La succession des commandes effectuées dans le logiciel TIVMI® est présentée dans les annexes II.3
Figure II. 25 : Méthode de mesures des différentes dimensions de l'os hyoïde Larg totale Larg ant Long totale Long lat d Long lat g Hy angle Long GCg Long GCd
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Définition Abréviation Mesure
Largeur totale de l'os hyoïde, entre les extrémités postérieures des grandes cornes
Larg totale Distance HyL1 - HyL2 Largeur antérieure de l'os hyoïde, entre les
extrémités antérieures des grandes cornes
Larg ant Distance HyC1 - HyC2
Largeur antérieure de l'os hyoïde, entre les extrémités antérieures des grandes cornes, en projection sur le plan hyoïde
Larg ant pr Distance HyC1pro - HyC2pro
Longueur totale de l'os hyoïde, entre le point le plus antérieur du corps et les extrémités distales des grandes cornes
Long totale Hauteur du triangle
HyL1HyB1HyL2 (sommet HyB1, base HyL1HyL2)
Longueur antérieure Long ant Distance HyB1 - HyB1 pro
Longueur de la grande corne droite Long GCd Distance HyC1 - HyL1
Longueur de la grande corne gauche Long GCg Distance HyC2 - HyL2
Longueur droite de l'os hyoïde Long lat d Distance HyB1 - HyL1
Longueur gauche de l'os hyoïde Long lat g Distance HyB1 - HyL2
Angle Hyoïde Hy Angle Angle entre HyL1-HyB1-HyL2,
HyB1 est le sommet de l'angle
Angle entre les grandes cornes Angle GC Angle plan corne 1 - plan corne2
Rapport entre la largeur totale et la longueur totale de l'os hyoïde
Rapport Larg/Long Rapport Larg totale/Long totale Rapport entre les largeurs antérieure et totale
(postérieure) des grandes cornes
Rapport Larg Ant/ Larg totale
Rapport Larg ant/Larg totale
Tableau II. 9 : Mesures des dimensions de l'os hyoïde effectuées 2.2.4.2 Protocole d'étude des VAS
Les dimensions des VAS que nous mesurons sont (Tableau II.10) : - le volume total et la hauteur totale
- le volume et la hauteur de chaque étage : nasopharynx, oropharynx
- les surfaces au niveau des coupes limites de chaque étage : coupe supérieure (passant l'épine nasal postérieur), coupe intermédiaire (passant la pointe de l'uvula), coupe inférieure (passant le sommet de l'épiglotte)
- la surface minimale
- les dimensions antéro-postérieure (longueur) et transversale (largeur) respectives de ces coupes
La succession des commandes de mesure des dimensions des VAS effectuées dans le logiciel TIVMI® est présentée dans l'annexe II.4
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Abréviation Définition
V total Volume total des VAS mesuré entre les coupes axiales passant par l'épine nasale postérieure (ENP) et par le sommet de l'épiglotte
Vnaso Volume du nasopharynx mesuré entre les coupes axiales passant par ENP et par la pointe de l'uvula
Voro Volume de l'oropharynx mesuré entre les coupes axiales passant par la pointe de l'uvula et par le sommet de l'épiglotte
H total Hauteur totale des VAS H naso Hauteur du nasopharynx H oro Hauteur de l'oropharynx
S Cs Surface de la coupe axiale supérieure des VAS, passant par ENP
S Cm Surface de la coupe axiale intermédiaire, passant par la pointe de l'Uvula
S Ci Surface de la coupe axiale inférieure des VAS, passant par le sommet de l'épiglotte S Cmin Surface minimale parmi toutes les surfaces axiales mesurées
L Cs Longueur (dimension antéro-postérieure) de la coupe supérieure, des VAS, passant par ENP L Cm Longueur de la coupe intermédiaire, passant par la pointe de l'Uvula
L Ci Longueur de la coupe inférieure des VAS, passant par le sommet de l'épiglotte L Cmin Longueur de la coupe de surface minimale
Larg Cs Largeur (dimension transversale) de la coupe supérieure des VAS, passant par ENP Larg Cm Largeur de la coupe intermédiaire, passant par la pointe de l'Uvula
Larg Ci Largeur de la coupe inférieure des VAS, passant par le sommet de l'épiglotte Larg Cmin Largeur de la coupe de surface minimale
Tableau II. 10 : Mesures des VAS effectuées
2.2.4.2.1 Mesures de volume et de surface.
Le volume total des VAS reconstruites et les surfaces de section segmentées sont calculés automatiquement par le logiciel TIVMI. Ces surfaces sont exportées dans un fichier excel® qui associe la surface de section au numéro de la coupe correspondante. Nous pouvons ainsi déterminer les surfaces des coupes limitant les trois étages du pharynx. La valeur minimale de toutes les coupes segmentées est celle de la surface minimale des VAS dont nous relevons le numéro de coupe pour effectuer dans un second temps ses mesures de longueur et de largeur.
Ensuite, les VAS segmentées sont divisées en deux étages : nasopharynx et oropharynx au niveau des limites déjà définies lors de la création des bounding box de chaque étage (Fig II.26). Après cette recoupe, le volume de chaque étage est calculé par le logiciel.
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Figure II. 26 : Découpage des "bounding box" des étages du pharynx
2.2.4.2.2 Mesures de longueur et de largeur des coupes.
La forme des coupes axiales des VAS est très variée, la méthode adoptée pour mesurer leur longueur et leur largeur doit représenter le plus fidèlement ces formes.
a. Critique des mesures utilisées dans la littérature
Dans les études publiées, Yoshihara et al. (2008) mesurent la largeur et la longueur la plus grande de chaque coupe (Fig II. 27 a). Ces mesures ne reflètent pas de façon fidèle la forme et les dimensions réelles des coupes étudiées. Les extensions latérales incluses dans ces mesures créent des estimations majorées de la surface évaluée.
D'autres auteurs (Iwasaki et al. 2009) mesurent la largeur la plus grande et la largeur la plus petite (fig II.27 b). Mais la mesure de cette dernière est très subjective car cette distance est estimée visuellement.
Bounding box Nasopharynx
Bounding box Oropharynx
77
Figure II. 27 : Mesures des largeur et longueur des coupes selon différents auteurs
a : Mesures des largeur et longueur maximales par Yoshihara et al.(2012) b : Mesures des largeurs maximale et minimale par Iwasaki et al. (2011)
b. Choix de notre méthode
Nous avons choisi de mesurer la largeur et la longueur passant par le milieu de chaque coupe, comme Kim et al. (2010), qui, pour nous, expriment le mieux les dimensions réelles.
Les premiers points repérés sont les milieux des bords antérieur et postérieur de la surface de section (figure II.28). Ces points sont nommés systématiquement 1 et 2 précédés par la lettre désignant la coupe, soit :
S1 et S2 pour la coupe supérieure, M1, M2 pour la coupe intermédiaire, L1 et L2 pour la coupe inférieure,
E1 et E2 pour la coupe de surface minimale.
Le milieu de ce segment est généré par le logiciel et est nommé S3, M3, L3, H3 pour chaque coupe.
Nous pouvons ensuite construire le plan transversal perpendiculaire au segment antéro-postérieur passant par ce troisième point. Les deux points d'intersection de ce plan avec le contour latéral de la coupe nommés 4 et 5 seront les deux points limitant la largeur mesurée de la coupe (figure II.28).
78
Figure II. 28 : Mesure des largeurs et des longueurs des coupes
(A : coupe supérieure, B : coupe intermédiaire, C : coupe inférieure)
2.2.4.2.3 Mesure des hauteurs des VAS
La hauteur totale et celle de chaque étage des VAS sont mesurées par le segment entre le point du milieu de la coupe supérieure et sa projection sur les autres coupes de référence. (Figure II.29). Les commandes du logiciel sont résumées dans l'annexe II.4.
Dans ce protocole de mesure, la saisie des points est manuelle et réalisée pour chaque cas ; par contre le calcul des données de volumes, surfaces, dimensions des segments est automatisé dans le script enregistré. Après la saisie des points, les scripts sont lancés et les mesures sont effectuées automatiquement.
Tous les résultats sont exportés dans des fichiers excel (*.csv).
S1
S3
S2
M1
M3
M2
L1
L3
L2
S5
S4 M4 M5 L4 L5
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Figure II. 29 : Mesure des hauteurs des étages du pharynx
2.3. Etude en 2D de la position de l'os hyoïde et de la typologie faciale sur les téléradiographies 2.3.1. Justification d'une étude en 2D
L'analyse céphalométrique sur des téléradiographies reste l'examen de première intention pour évaluer la typologie faciale et les relations entre les structures faciales. Les normes céphalométriques établies depuis près d'un siècle servent toujours de référence dans les études actuelles.
Ces analyses bidimensionnelles répondent à nos attentes pour évaluer la position de l'os hyoïde et ses modifications positionnelles dans différentes configurations faciales.
De plus, en pratique, nous pouvons obtenir facilement les téléradiographies sans avoir recours à des examens radiologiques complémentaires car certains logiciels d’exploitation des CBCT peuvent générer ces radios en deux incidences, profil et face, à partir des scans. Les mesures sont réalisées directement sur ces radiographies numériques par le logiciel inclus.
Enfin, l'approche céphalométrique tridimensionnelle des relations squelettiques crânio-faciales impose une reconstruction de la totalité de la tête, qui prend un temps considérable avec le logiciel et rend le fichier très lourd. Le choix pour cette évaluation s'est donc porté sur un protocole 2D simple mais efficace et fiable.
80 2.3.2. Choix du logiciel de mesure 2D: 3S Imaging
Les fabricants des appareils CBCT offrent avec leur machine un logiciel pour la lecture des scans obtenus. Ces logiciels incluent souvent des fonctions de segmentation, de mesure ou d'analyse céphalométrique plus ou moins bien développées.
3S Imaging® est le logiciel fourni avec l'appareil de CBCT utilisé à la faculté d'odontologie de Toulouse. Il permet de décompresser le fichier CBCT initialement sauvegardé sous format *JPEG lossless en créant un nouveau fichier DICOM puis de générer des clichés téléradiographiques selon les trois incidences axiale, sagittale et frontale en superposant toutes les coupes sur une seule par la fonction d'augmentation de l'épaisseur : l'épaisseur 0.03 mm montre la coupe (figure II.30a) tandis que si on choisit l'épaisseur totale (197.1 mm), l'examen radiographique conventionnel sera affiché (Figure II.30b). Cette fonction permet en même temps de vérifier la position d'un point de repère sur la radiographie et sur la coupe par un simple changement d'épaisseur. Des fonctions de mesure de base sont développées dans le logiciel (mesures linéaires et angulaires par tracé direct).
Cependant, cette fonction ne peut être réalisée que si les voxels des CBCT sont parfaitement isotropes. Seuls les CBCT de la collection de Toulouse répondent aux impératifs techniques et sont inclus dans le protocole d'évaluation des types faciaux et de la position de l'os hyoïde.
Les fonctions de mesure du logiciel 3S Imaging sont suffisantes et fiables pour notre protocole (qui consiste exclusivement en des mesures linéaires et angulaires).
Figure II. 30 : Obtention de radiographie de profil par augmentation de l'épaisseur
a : Image d'une coupe (épaisseur 0.3 mm); b : image de la téléradiographie (épaisseur totale 17.1 mm)
81 2.3.3. Protocole de mesure
2.3.3.1. Choix et définitions des points utilisés
2.3.3.1.1. Points crânio-faciaux
La définition des points sélectionnés correspond à la définition céphalométrique retenue par les auteurs tout au long du développement des analyses céphalométriques. Ils ne sont pas strictement identiques aux points craniométriques habituellement utilisés en anthropologie car ces derniers peuvent être invisibles sur le film.
Dans le plan sagittal
La définition et l'abréviation des points utilisés dans cette étude sont rapportées dans le tableau II.11 et illustrées dans la figure II.31.
82
Point Abréviation Définition
Point de la selle turcique S Centre de l'image de la selle turcique
Nasion N ou Na Point le plus antérieur du bord supérieur de l'image de la suture fronto-nasale Point orbitaire inférieur Or Point le plus déclive du cadre orbitaire à l’union du rebord orbitaire externe et du
plancher orbitaire
Porion Po Point le plus haut du conduit auditif externe osseux, à l’intersection de ce bord avec
une verticale passant par le milieu du conduit.
Point sous-épineux A Point le plus postérieur de la concavité située sous l'épine nasale antérieure. Point sus-mentonnier B Point le plus postérieur de la concavité de la région de la symphyse mandibulaire Point d'épine nasale antérieure ENA Point osseux situé à l’extrémité antérieure du plancher des fosses nasales
Point d'épine nasale postérieure ENP Point situé à l’extrémité postérieure du palais dur.
Point articulare Ar Point de rencontre de l'image du bord postérieur du ramus avec la face exocrânienne du clivus occipital
Pogonion Pg ou Pog Point le plus antérieur de l'image de la symphyse
Rétrogonion Rgn Point le plus postérieur de la symphyse
Point Menton Me Point le plus inférieur de l'image de la symphyse mandibulaire, ce point correspond au Gnathion défini en craniométrie anthropologique.
Gnathion Gn Point du contour symphysaire situé à égale distance du Pog et du Me (Brodie 1941).
Ce point diffère du Gnathion utilisé en craniométrie anthropologique.
Gonion Go Point d'intersection avec le contour mandibulaire de la bissectrice de l'angle formé
par deux lignes tangentes aux parties postérieure et inférieure de l'angle goniaque. Tableau II. 11 : Points crânio-faciaux sur téléradiographie de profil
83
Dans le plan frontal
Les points utilisés sont ceux figurant dans l'analyse de Ricketts (1957). Par contre, nous ne suivons pas sa convention terminologique pour les abréviations des points mais utilisons nos propres abréviations pour homogénéiser nos mesures.
- Points médians : Tableau II.12
Point Abréviation Définition
Nasion Na Point médian de la suture frontonasale
Épine nasale antérieure ENA Centre de l'image losangique observé sous la cloison nasale Point menton Me Point le plus bas de la symphyse sur la ligne médiane
Tableau II. 12 : Points médians sur téléradiographie de face - Points latéraux (cf figure II.34) : Tableau II.13
Point Abréviation Définition
Points zygomatiques Zy1 et Zy2 (ZA et AZ par Ricketts)
Points situés à l'extrémité latérale de l'image ovalaire des arcades zygomatiques droite et gauche
Points goniaux Go1 et Go2 Points au milieu du bord de la saillie de la région goniaque droite et gauche sur cliché frontal Tableau II. 13 : Points latéraux sur téléradiographie de face
2.3.3.1.2 Points sur l'os hyoïde
Sur la téléradiographie de profil, le point utilisé par la plupart des auteurs est le point le plus antéro-supérieur, ou le plus antérieur du corps de l'os hyoïde. Nous avons choisi le point le