Article pp.127-146 du Vol.25 n°3-4 (2013)

(1)

ARTICLE /ARTICLE

Nouvelles données sur l ’ édification des molaires et l ’ estimation de l ’ âge dentaire des enfants par imagerie médicale et 3D : apports et perspectives

New data on the development and age estimations of molars in children, using medical and 3D imaging: contributions and perspectives

A. Colombo · H. Coqueugniot · B. Dutailly · P. Desbarats · A.-m. Tillier

Reçu le 19 octobre 2011 ; accepté le 5 octobre 2012

RésuméLes méthodes d’estimation de l’âge des enfants se fondent sur des référentiels pouvant être biaisés. L’évolution technologique aidant, l’imagerie médicale et 3D peuvent être utilisées pour améliorer ou développer des méthodes moins subjectives. Ces nouvelles approches conduisent également à identifier de nouveaux critères d’estimation de l’âge au décès. Aussi, pour en proposer, il est essentiel de s’appuyer sur un échantillon de référence, dont il faut connaître les caractéristiques et qui offre un aperçu de la variabilité popu- lationnelle. Cette variabilité, comparée à celle des taxons fossiles, permet d’apporter de nouvelles informations sur le développement dentaire de ces derniers et d’approfondir la réflexion sur l’estimation de l’âge des sujets immatures en général et des fossiles en particulier. En effet, à travers cette étude, nous nous proposons de fournir des améliorations méthodologiques aux méthodes de Moorrees et al. 1963a, b et de proposer de nouvelles pistes dans l’estimation de l’âge des enfants grâce à l’imagerie médicale et 3D à travers les volumes dentaires. Une première application de ces proposi- tions à l’enfant néanderthalien Châteauneuf 2 a été effectuée.

Elle rend compte de l’importance des critères sélectionnés pour l’estimation de l’âge, produisant des écarts plus impor-

tants que pour des enfants modernes. De plus, elle met en avant le développement différentiel des premières molaires permanentes entre les deux arcades dentaires.

Mots clésScanners CT · Test des méthodes de Moorrees et al. · Estimation de l’âge · Volumes dentaires ·

Développement dentaire · Néanderthalien

AbstractAge estimation methods vary considerably and are based on reference frameworks that may be biased. New technologies, including medical and 3D imaging, are contri- buting to the development of improved and less subjective methods, and can identify new characteristics to support estimations of age at death. The use of a reference sample with known characteristics (origin, age, sex, etc.) is essential to develop new standards for age estimation. Comparing variability within a well characterized sample with the variability of fossil specimens provides new information on dental maturation and further insights for juvenile age estimation.

Here, we propose an improvement to the juvenile age estimation methods of Moorrees et al. based on dental volumes derived from medical and 3D imaging. Its initial application to the Châteauneuf 2 Neanderthal child demonstrated the importance of the criteria selected for age estimation, which produced larger differences than in modern children, and brought out differences between the two arches in the rate of maturation of the first permanent molars.

Keywords CT-scans · Test of Moorrees et al. methods · Age estimation · Teeth volumes · Dental maturation · Neanderthal

Introduction

Estimer l’âge au décès d’un squelette immature consiste à établir l’âge physiologique de l’individu pour se rapprocher au mieux de l’âge chronologique [1]. Il s’agit d’une étape

A. Colombo (*) · H. Coqueugniot · B. Dutailly · A.-m. Tillier UMR 5199 PACEA,

A3P (anthropologie des populations passées et présentes), université Bordeaux-I, avenue des Facultés,

F-33405 Talence cedex, France

e-mail : [email protected] H. Coqueugniot

Associate Scientist, Department of Human Evolution, Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, Germany

B. Dutailly

UMR 5607 Ausonius, université Bordeaux-III, France P. Desbarats

UMR 5800 LaBRI, université Bordeaux-I, France DOI 10.1007/s13219-012-0076-4

(2)

majeure lorsque le profil biologique d’un individu doit être dressé. Il est plus aisé de déterminer l’âge d’un sujet immature (dont la maturation dentaire et osseuse n’est pas termi- née) que celui d’un individu adulte pour lequel ne peuvent être pris en compte que des processus de sénescence. De plus, dans la littérature, il est majoritairement admis que la maturation dentaire est un critère plus fiable pour estimer l’âge d’un individu que la maturation osseuse [2–6]. Le développement dentaire est classiquement considéré comme moins sujet aux influences de l’environnement [3], et même si certaines restrictions nuancent ce postulat [7], l’estimation de l’âge dentaire demeure moins biaisée que celle de l’âge osseux. De plus, les dents constituent un matériel privilégié, étant parfois les seuls éléments conservés lors de découver- tes archéologiques de par leur constitution fortement miné- ralisée (la minéralisation commence très tôt pendant la vie in utero). De surcroît, les deux principaux constituants de la dent (l’émail et la dentine) sont des tissus qui ne sont jamais renouvelés au cours de la vie [8], mais il est difficile de les distinguer avant l’âge de six mois par radiographie [9].

Plusieurs méthodes sont possibles pour évaluer l’âge au décès à partir des dents ; en s’appuyant sur l’éruption dentaire [10–15], sur la maturation dentaire [2,16–23] ou sur des données métriques [24–30]. Cependant, il est largement admis que le stade d’édification de la dent est préférable à l’émergence et l’éruption dentaires vues comme des phéno- mènes intermittents [4,31].

La précision d’une méthode d’estimation de l’âge définit dans quelle mesure l’âge chronologique peut être estimé et exprimé comme la différence entre l’âge dentaire et l’âge réel (AR) [4]. Sa fiabilité est la cohérence entre les âges esti- més (AE) dans des conditions similaires. Une méthode peut être fiable sans être précise et vice-versa. Le sexe peut avoir une influence sur la précision, les filles sont généralement âgées de manière plus précise que les garçons [32]. Les tra- vaux réalisés sur la maturation dentaire mettent en évidence une avancée des filles sur les garçons, même si celle-ci ne se situe pas au même instant pour tous les auteurs [33]. Les différences sont généralement plus marquées dès que la couronne est complète et dans les stades d’édification les plus tardifs [18,34]. L’éruption des dents permanentes chez les filles est généralement en avance (d’un à six mois) par rapport aux garçons. Pour les dents déciduales, une légère avance des garçons peut être notée [34]. Une influence des hormones sexuelles sur la taille des dents et sur les moments d’éruption gingivale a été mise en évidence [35]. Un dimorphisme sexuel existe au niveau des dents (qui n’est cependant pas suffisamment important pour donner un sexe à un enfant). Il est différemment exprimé selon qu’il s’agit des dents déciduales ou permanentes, et il est plus marqué au niveau des canines [8]. Ce dimorphisme est en partie justifié par des influences hormonales (différentes entre garçons et filles), mais est également soumis à l’influence génétique

directe des chromosomes sexuels. Étant donné que toutes les couronnes dentaires (sauf la troisième molaire) ont leur taille et leur forme définitive avant l’âge de huit ans environ, le dimorphisme observé n’est pas dû au pic hormonal de la puberté. Le dimorphisme au niveau de la morphologie de la couronne et de la taille des dents serait dû à un dimorphisme des tissus eux-mêmes [36,37]. Il a été révélé que le chromosome Y influence la croissance de la dentine et de l’émail alors que le chromosome X semble seulement influer sur l’émail [38]. Le matériel d’étude tel que les orthopantomo- grammes entraîne parfois une distorsion de l’image des dents [39,40]. Il semble que, lorsqu’une méthode est utilisée sur une population différente de la population d’origine ayant servi à établir la méthode, une perte de précision soit remar- quable [31]. Il paraît évident que des différences dans le développement dentaire existent entre les populations, que cela soit dans les durées des stades d’édification ou au niveau de la morphologie définitive des dents [32], et qu’il existe au niveau de la minéralisation des molaires une variation dans une dimension géographique mais aussi temporelle [41]. Les nombreuses études testant, évaluant et adaptant la méthode de Demirjian et al. le montrent aisément [41–45].

Il semble que des relations complexes existent entre morphologie et développement dentaires et prédispositions aux pathologies dentaires [46]. Ainsi, les agénésies dentaires, les pertes prématurées ou tardives influent sur l’éruption et le développement des autres dents, particulièrement pour les molaires [47]. Enfin, dès la naissance, le développement dentaire d’un enfant peut être perturbé, une diminution des dimensions de la couronne dentaire chez les enfants nés pré- maturés a été diagnostiquée différemment chez les filles et les garçons et dans des groupes ethniques distincts [48].

Même si les facteurs environnementaux jouent un rôle moins important dans le développement dentaire que dans le déve- loppement physique global [49], ils peuvent tout de même avoir un effet [7] qui se répercute sur la précision de l’estimation de l’âge. L’éruption dentaire est beaucoup plus sen- sible au stress nutritif que l’édification dentaire [50]. Enfin, une tendance séculaire au niveau du développement dentaire a été mise en évidence [51–53], ne serait-ce que par la comparaison entre méthodes anciennes et récentes. Il s’agit là d’autant d’arguments qui justifient le besoin d’adapter au mieux la méthode utilisée pour l’estimation de l’âge selon l’individu et surtout en fonction des caractéristiques de la population dont il est issu.

À partir des années 1990, l’imagerie médicale et la 3D vont s’intéresser aux éléments dentaires jusque-là trop petits [54]. Elles permettent dans un premier temps de s’affranchir des biais dus à la distorsion et à la mauvaise visibilité des structures dentaires (due à la surimposition) sur des ortho- pantomogrammes [39,40]. Par ailleurs, elles autorisent à juger des microstructures et des structures internes [55], quant aux relations morphologiques entre la couronne et la

(3)

cavité pulpaire et à caractériser les dents d’une nouvelle manière par le volume de leurs constituants [56]. Une nouvelle application s’est développée dernièrement : l’estimation de l’âge par l’exploitation des volumes dentaires. Van- devoort et al. [57] ont été les premiers à proposer l’utilisation des scanners CT dentaires pour estimer l’âge. D’autres études permettant d’estimer l’âge avec ce type de matériel ont été menées dans les années suivantes avec plus ou moins de réussite et ne s’attachent pas aux mêmes caractéristiques [58–61]. À l’heure actuelle et à notre connaissance, aucune étude n’a été menée sur l’estimation de l’âge des enfants en exploitant des données volumiques issues de l’imagerie médicale et de la 3D.

L’objectif de ce travail est de proposer des améliorations méthodologiques dans l’estimation de l’âge au décès des enfants, en anthropologie biologique et en paléoanthropolo- gie, par l’utilisation des outils de l’imagerie médicale et de la 3D. L’étude porte sur la quantification 3D des molaires et son apport dans l’estimation de l’âge. Nous nous proposons de caractériser en partie le développement dentaire de façon qualitative, reprenant les paramètres préconisés par Moor- rees et al. [18,19], et quantitative afin d’apporter de nouveaux arguments qui dans un deuxième temps sont utilisés dans la discussion de l’estimation de l’âge d’un fossile néanderthalien.

Matériels et méthodes Échantillon

La collection ostéologique de référence conservée à l’Institut d’Anatomie Normale de la faculté de médecine de Strasbourg est unique en son genre du fait de sa constitution. En effet, la majorité de la collection constituée de crânes immatures (près de 80 %) s’est faite sur une période de 15 ans (de 1887 à 1902), et il s’agit d’individus (lorsque cela est mentionné dans le catalogue) issus d’une région relativement restreinte (près de 90 % des enfants proviennent d’Alsace et de Lorraine, et plus de 50 % de Strasbourg même) [62]. S’il existe des variations morphologiques dues à une évolution séculaire et/ou régionale, elle sera minimisée ici. De plus, l’ensemble de ces enfants est issu d’un même milieu social ayant pour la majorité des parents journaliers, ouvriers ou domestiques [62]. Aujourd’hui, cette collection contient plus de 28 000 piè- ces dentaires et 10 000 pièces ostéologiques. Une sous- collection de sujets immatures de moins de 20 ans est consti- tuée de 452 pièces, dont 218 préparations crâniennes.

Notre étude s’appuie sur un échantillon, relativement homogène dans sa dimension temporelle et spatiale, composé de 92 enfants d’âge civil compris entre zéro et six ans, soit 41 filles et 51 garçons. Les crânes et mandibules ont été CT- scannés. Pour notre étude, l’échantillon a été scindé en six

classes d’âge annuel, de la classe 0 à la classe 5 (par exemple la classe 0 comprend les enfants dont l’âge est compris entre 0 et 0,99 an ; la classe 1, entre 1 et 1,99 an, etc.) (Fig. 1) ; seules les molaires temporaires et permanentes sont prises en compte. En effet, les dents monoradiculées sont trop souvent absentes, et de nombreuses pertes post mortemsont notées.

De même, les troisièmes molaires sont exclues ; elles donnent une estimation de l’âge relativement peu précise [63] et sont très peu présentes dans notre échantillon, étant donné les âges représentés.

Production et traitement des images

Le CT scanner utilisé pour produire le matériel de cette étude est un Siemens Somatom Sensation 16 (hôpital de Haute- pierre, Strasbourg, France). Crânes et mandibules ont été scannés dans leur intégralité et posés sur leur base, avec une matrice 512 × 512 et une résolution de voxel entre 0,213 et 0,435 mm pour les coordonnéesx,yet 0,6 mm pour lez(tube voltage de 140 kV et un courant de 200 mA). Les images ont été analysées avec deux logiciels développés pour des thématiques anthropologiques : Dent3D (développé au sein de l’UMR 5800 LaBRI par P.D.) et TIVMI (déve- loppé au sein de l’UMR 5199 PACEA par B.D.). Le premier logiciel permet de séparer la dent de l’os et donc d’extraire l’élément dentaire de son arcade, de segmenter et de mesurer les trois volumes dentaires : cavité pulpaire, dentine et émail.

Une reconstitution en 3D, reposant sur l’algorithme duhalf- maximum height (HMH) [64,65], de la dent segmentée est possible avec le second logiciel qui autorise diverses

Fig. 1 Distribution de l’échantillon d’enfants de la collection ostéologique de Strasbourg par classes d’âge annuel et par sexe (les barres noires correspondent aux enfants de sexe masculin, les barres grises aux enfants de sexe féminin. La classe 0 contient les enfants dont l’âge est compris entre 0 et 0,99 an, la classe 1, entre 1 et 1,99 an, etc.) /Distribution of the Strasbourg collection of child samples by age group and gender (black boxes correspond to males, grey boxes correspond to females. Age group 0 contains children of ages ranging from 0 to 0.99 year, etc.)

(4)

mesures. Le HMH correspond à la valeur moyenne de den- sité de deux tissus et constitue la valeur de leur interface.

Terminologie dentaire et estimation de l’âge

Par souci d’aisance de lecture, les dents étudiées seront nom- mées selon la nomenclatureFDI two-digit systemproposée en 1971 [66] (Tableau 1). Les méthodes de Moorrees et al.

[18,19] ont été sélectionnées pour plusieurs raisons. Premiè- rement, elles sont parmi les plus utilisées en anthropologie biologique ; elles permettent également d’estimer un âge sur une dent isolée de la même manière, qu’il s’agisse d’une dent déciduale ou d’une dent permanente. Construits sur l’édification dentaire, 14 stades sont définis pour les molaires (Tableau 1). De plus, les abaques utilisés fournissent des intervalles d’âge à plus ou moins deux écarts-types, permet-

tant de tenir compte de 95 % de la variabilité et sont établis en fonction du sexe.

Protocole d’étude

Les dents ont été traitées de manière isolée. Autrement dit, pour un même individu n’ont été sélectionnées que les dents saines ne présentant ni atteintes carieuses ni d’autre patho- logie. Aucune agénésie n’a été identifiée. Pour la partie métrique de l’étude, seules les dents du côté gauche ont été utilisées. Ce côté a été favorisé puisqu’il compte un nombre total de dents plus important.

L’estimation de l’âge a été faite en identifiant pour chaque molaire présente (mandibulaire comme maxillaire) le stade d’édification sur une coupe scanner transversale comme il est montré sur la Figure 2.

Tableau 1 Descriptif de la terminologie dentaire et des abréviations employées /Description of dental terminology and abbreviations Terminologie dentaire : FDIsystem(d’après Leatherman [66])

Molaire permanente Supérieure Première Gauche 26

Droite 16

Deuxième Gauche 27

Droite 17

Inférieure Première Gauche 36

Droite 46

Deuxième Gauche 37

Droite 47

Molaire déciduale Supérieure Première Gauche 64

Droite 54

Seconde Gauche 65

Droite 55

Inférieure Première Gauche 74

Droite 84

Seconde Gauche 75

Droite 85

Abréviations du développement (d’après Moorrees et al. [18])

Ci Initialisation de la minéralisation des cuspides

Cco Coalescence des cuspides

Coc Coalescence des cuspides complètes

Cr1/2 Couronne à la moitié de sa hauteur maximale

Cr3/4 Couronne au 3/4 de sa hauteur maximale

Crc Couronne complète

Ri Début de croissance des racines

Cli Début de formation du plancher de la cavité pulpaire

R1/4 Racine à 1/4 de sa longueur finale

R1/2 Racine à la moitié de sa longueur finale

R3/4 Racine au 3/4 de sa longueur finale

Rc Racine complète

A1/2 Apex racinaire fermé à moitié

Ac Apex racinaire fermé

(5)

Pour la partie métrique de l’étude, les examens scanners sont d’abord traités avec le logiciel Dent3D afin d’extraire et d’isoler les dents virtuellement une à une de leur arcade den-

taire. L’examen étant réduit à une dent, une segmentation semi-automatique des volumes est effectuée. Les scanners étant réalisés sur des os secs, la cavité pulpaire est vide de matière organique et a donc la même densité que l’air. Pour corriger cet effet, une retouche manuelle de la segmentation coupe par coupe est nécessaire. À l’aide d’un histogramme de seuillage, les trois volumes dentaires sont séparés manuellement et mesurés (Fig. 3). Dans un deuxième temps, les images prétraitées avec le logiciel Dent3D sont réutilisées avec le logiciel TIVMI. Grâce à ce logiciel qui est le plus adapté à des études morphométriques par la mise en place d’un protocole fiable, des variables linéaires sont définies [67]. Beaucoup de données peuvent être recueillies sur une dent. Le choix a été fait de ne retenir que les variables qui semblent le mieux tenir compte du développement et de la croissance de la dent comme il est énoncé dans le Tableau 2 et représenté sur la Figure 4. Il est parfois possible de noter une fusion des racines vestibulodistale et linguale des molaires supérieures, dans ce cas la dent sera considérée comme une molaire mandibulaire pour la prise de mesures. Sur la reconstruction 3D d’une dent, un plan de référence nommé CUSP à partir duquel les mesures vont être effectuées est placé. Ce plan est défini par trois points positionnés sur les trois cuspides les plus hautes de la dent (qui ne sont pas obligatoirement les mêmes d’une dent à l’autre), les cuspides étant les seuls éléments de la dent à être présents du début à la fin du développement dentaire. L’utilisation des cuspides les plus hautes permet d’assurer la reproductibilité du positionnement du plan d’une dent à l’autre, quels que soient son

Tableau 2 Définitions des mesures effectuées pour chaque arcade dentaire /Definitions of measurements made on each dental arch

Mesures prises Définitions Dents

mandibulaires Dents maxillaires Hmax Hauteur maximale de la dent : du plan de référence au point le plus éloigné

sur le front de minéralisation

X X

Hc Hauteur maximale de la couronne : du plan de référence au point le plus éloigné sur le collet ou sur le front de minéralisation

X X

Lrm Longueur moyenne vraie de la racine mésiale : du collet au front de minéralisation

X Lrd Longueur moyenne vraie de la racine distale : du collet au front

de minéralisation

X Lrvm Longueur moyenne vraie de la racine vestibulomésiale : du collet au front

de minéralisation

X Lrvd Longueur moyenne vraie de la racine vestibulodistale : du collet au front

de minéralisation

X Lrl Longueur moyenne vraie de la racine linguale : du collet au front

de minéralisation

X

VE Volume d’émail X X

VD Volume de dentine X X

VP Volume de la cavité pulpaire X X

Vtot Volume total de la dent X X

Fig. 2 Coupe transversale du maxillaire droit d’un sujet masculin âgé de six ans, au niveau de la première molaire permanente, exemple pour la cotation du stade de développement dentaire (dent 16 au stade R 1/4) /Transverse section of the right maxillary bone of a 6-year-old boy at the first permanent molar. Example of a develop- mental stage (tooth 16, stage R 1/4)

(6)

stade d’édification et sa position dans l’arcade dentaire. La question de l’usure dentaire n’intervient pas dans cette étude, étant donné le jeune âge des sujets étudiés, les dents dont l’émail usé laissait apparaître la dentine ont été exclues de l’étude. Chaque variable mesurée est identifiée à partir d’un certain nombre de points placés sur les dents. Chacun de ces points a une définition la plus précise possible afin de mini- miser la subjectivité dans le positionnement des points (Tableau 3). Pour la classe 0, les dents étant à un stade de développement précoce, il est très difficile de les segmenter et de les extraire pour les mesurer, cette classe est donc exclue de l’analyse métrique.

Statistique

Comme il s’agit de comparer des valeurs issues d’une même population, des tests statistiques pour des observations appa- riées sont employés. Ils sont plus puissants qu’un test clas-

sique de comparaison de deux moyennes et donnent alors une information plus précise [68]. Selon que les distributions des ensembles de valeurs comparées suivent une loi normale ou non, un testtde Student pour les échantillons appariés ou un test de Wilcoxon sont respectivement utilisés [69] ; tous deux étant utilisables pour de petits échantillons (n< 30). La normalité des distributions est estimée avec un test de Shapiro-Wilk. Enfin, pour tester la significativité des diffé- rences entre deux échantillons indépendants (ici, entre filles et garçons), le test U de Mann-Whitney est appliqué. Les tests statistiques sont qualifiés de « significatifs » lorsque leurp-valeur appartient à l’intervalle ]0,01–0,05], de « très significatifs » pour une p-valeur entrant dans l’intervalle ]0,001–0,01] et de « hautement significatifs » si lap-valeur est inférieure ou égale à 0,001 [68].

Pour les données métriques de l’échantillon étudié, une analyse statistique similaire à ce qui est présenté ci-dessus est effectuée de manière à caractériser l’échantillon. De plus, Fig. 3 Résultat de la segmentation des trois volumes dentaires par l’histogramme de seuillage de la dent 75 d’un enfant de sexe masculin de 2,25 ans. Reconstruction 3D des volumes dentaires /Result of the segmentation of 3 dental volumes with threshold histogram for tooth 75 of a 2.25-year-old boy. 3D reconstruction of dental volumes

Fig. 4 Représentation du plan de référence utilisé dans le protocole et des mesures linéaires effectuées /Representation of the reference plane used under the protocol and the linear measurements made

(7)

afin de pouvoir proposer un nouveau mode d’estimation de l’âge, la corrélation entre les différentes variables observées et l’âge a été caractérisée. Étant donné la quantité de variables, pour trouver les meilleurs estimateurs d’âge nécessaires aux formules estimatives, une régression linéaire simple est faite.

Cette régression produit unR²(coefficient de détermination) qui constitue une mesure globale de la qualité de l’ajustement et correspond à la variabilité prise en compte par le modèle [69]. Enfin, les meilleures formules estimatives de l’âge dentaire ont été établies par l’intermédiaire de régressions PLS (régression aux moindres carrés partiels) préférées à la régres- sion multiple. En effet, les variables prises sur chaque individu sont obligatoirement très corrélées entre elles, ce qui entraîne une sensibilité de la régression multiple au problème de multicolinéarité des prédicteurs. La régression PLS permet d’éliminer le problème de la précision des estimateurs dans le cas de variables liées entre elles [70].

Les erreurs intra- et interobservateurs, quant à elles, ont été testées de manière à juger de la répétabilité et de la reproduc- tibilité des estimations d’âge mais également des mesures.

Chaque prise de mesures et série d’estimation ont été réalisées à au moins une semaine d’intervalle. Pour les erreurs sur des

données qualitatives, comme l’attribution d’un stade, un Kappa de Cohen est calculé, il mesure la concordance entre deux évaluations [71]. Pour les données quantitatives, afin de juger de la significativité statistique des différences entre les séries de mesures, un test de Wilcoxon est appliqué, associé à une évaluation des coefficients de variation (erreur relative) et de concordance [72] pour chaque variable. La sélection du sous-échantillon test s’est faite de manière aléatoire en consi- dérant les dents individuellement. Tous les tests statistiques et les régressions ont été effectués avec le logiciel Statistica^® (version 7.1, Statsoft), et les tests du Kappa de Cohen ont été faits avec le logiciel R^® (version 2.10.1, R Foundation for Statistical Computing).

Résultats

Analyses des erreurs intra- et interobservateurs

Le Kappa de Cohen exécuté sur les séries de cotation intra- et interobservateurs donne une bonne concordance de la répétabilité (K = 0,67 ; entre les deux séries de mesures Tableau 3 Définitions des points à placer pour chacune des mesures et par arcade dentaire /Definitions of the landmarks used for each measurement and dental arch

Mesures Points à placer Définitions pour les dents mandibulaires (maxillaires)

Hmax r Point le plus inférieur de la dent par rapport au plan de référence CUSP Hc c7 Point le plus inférieur de la couronne par rapport au plan de référence CUSP Lrm(Lrvm) r1 Point le plus inférieur sur le bord vestibulaire de la racine mésiale (mésiovestibulaire)

r2 Point le plus inférieur sur le bord lingual de la racine mésiale (mésiovestibulaire) c1 Point vestibulaire moyen entre le prolongement de la face mésiale de la racine mésiale

(mésiovestibulaire) et le prolongement de la face distale de la racine mésiale (mésiovestibulaire) sur le collet

c2 Point lingual moyen entre le prolongement de la face mésiale de la racine mésiale (mésiovestibulaire)et le prolongement de la face distale de la racine mésiale (mésiovestibulaire) sur le collet

Lrd(Lrvd) r3 Point le plus inférieur sur le bord lingual (vestibulaire) de la racine distale (distovestibulaire) r4 Point le plus inférieur sur le bord vestibulaire (lingual) de la racine distale (distovestibulaire) c3 Point lingual (vestibulaire) moyen entre le prolongement de la face mésiale (vestibulaire) de la racine distale (distovestibulaire) et le prolongement de la face distale (linguale) de la racine distale (distovestibulaire) sur le collet

c4 Point vestibulaire (lingual) moyen entre le prolongement de la face mésiale (vestibulaire) de la racine distale (distovestibulaire) et le prolongement de la face distale (linguale) de la racine distale (distovestibulaire) sur le collet

Lrl r5 Point le plus inférieur sur le bord distal de la racine linguale r6 Point le plus inférieur sur le bord mésial de la racine linguale

c5 Point distal moyen entre le prolongement de la face distale de la racine linguale et le prolongement de la face mésiale de la racine linguale sur le collet

c6 Point mésial moyen entre le prolongement de la face distale de la racine linguale et le prolongement de la face mésiale de la racine linguale sur le collet

(8)

issues du même observateur) et de la reproductibilité (K = 0,66 ; entre les mesures des deux observateurs) des méthodes de Moorrees et al. [18,19] appliquées aux scanners médi- caux. Ces résultats à la fois significatifs et similaires entre les erreurs intra- et interobservateurs peuvent indiquer que les scanners présentent un avantage certain comme matériel d’étude du développement dentaire. En effet, il est plus aisé d’attribuer un stade de développement dentaire avec une coupe scanner évitant le flou des radiographies panorami- ques classiquement utilisées avec cette méthode [40].

La bonne concordance notée entre les deux observateurs montre que la cotation des stades est faite de façon similaire.

Pour la partie métrique de l’étude, l’erreur intraobservateur calculée n’est statistiquement pas significative pour l’ensemble des variables mesurées (Tableau 4). La répétition du protocole sur une même dent produit des mesures dont les coefficients de variations ne sont jamais supérieurs à 5 % et rarement supérieurs à 1,5 %. L’erreur moyenne absolue quant à elle est toujours inférieure à 0,2 mm pour les variables métriques (ce qui est inférieur à la plus petite valeur des dimensions du voxel) et est comprise entre 1 et 4 mm³pour les variables volumiques (correspondant à moins de 5 % de la valeur moyenne pour chaque variable volumique). De plus, le coefficient de concordance est très proche de 0,9 pour chacune des variables mesurées (Tableau 4). L’erreur interobservateur produit une erreur absolue qui est inférieure à 2 mm pour les deux variables dont les points nécessaires à leur mesure sont placés à l’aide du plan CUSP. L’erreur cal- culée pour les mesures des racines est plus grande. Parmi les quatre variables métriques, seule la différence de mesure pour la racine mésiale est statistiquement significative. Pour les variables volumiques, les erreurs moyennes absolues interobservateurs sont plus grandes que pour le test intraob-

servateur (de 5 à 8 mm³). Mais seule la différence au niveau du volume de la cavité pulpaire est statistiquement significative. Les coefficients de concordance quant à eux sont compris entre 0,85 et 0,90 (sauf pour VP). Le peu de résul- tats significatifs produits et les valeurs élevées du coefficient de concordance pour l’erreur interobservateur attestent de la reproductibilité du protocole. De plus, les très bons résultats pour les variables nécessitant l’utilisation du plan CUSP prouvent son utilité et son avantage méthodologique.

L’erreur intraobservateur qui juge la répétabilité ne montre aucune différence significative entre les deux séries de mesures effectuées. La faible valeur des coefficients de variations dénote une erreur relative très faible, et la forte valeur des coefficients de concordance associés à une erreur absolue faible confirme que l’erreur de mesure est limitée.

Cet ensemble de résultats caractérisant l’erreur intraobservateur incite à conclure sur le fait que même si une erreur existe, elle est reproduite sur toutes les mesures effectuées mais reste tout de même minime. Ainsi, même si certaines variables ne présentent pas une bonne reproductibilité (dont il est tenu compte dans la suite de ce travail), le protocole reste répétable, et les conclusions tirées de l’étude demeurent inchangées.

Comparaison de l’âge estimé entre les sexes

L’un des objectifs était de voir s’il existait une différence d’estimation de l’âge au décès entre les filles et les garçons d’une même classe d’âge. Aucune différence significative n’a été mise en évidence. Il n’y a donc pas de surestimation ou de sous-estimation de l’âge des filles par rapport à celui des garçons. Cela conduit à ne pas séparer l’échantillon en fonction du sexe.

Tableau 4 Résultats des erreurs intra- et interobservateurs de la partie métrique donnant les p-valeurs de la différence entre les deux séries de mesures (la différence est significative sip< 0,05 ; les erreurs moyennes absolues sont exprimées en mm³ pour VE, VD et VP et enmmpour Hmax, Hc, Lrm et Lrd ; le coefficient de concordance peut prendre des valeurs allant de–1 à +1 ; le coefficient de variation est exprimé en pourcentage) /Results of intra- and inter-observer errors, with p-values for the quantitative part (the difference is significant if P < 0.05; absolute mean errors are given inmm³for VE, VD and VP, and in mm for Hmax, Hc, Lrm and Lrd; the coefficient of concordance ranges from–1 to +1; the coefficient of variation is expressed as a percentage)

Intraobservateur Interobservateur

p Erreur moyenne

absolue

Coefficient de concordance

Coefficient de variation

p Erreur moyenne

absolue

Coefficient de concordance

VE 0,65 2,74 0,90 0,07 0,39 5,76 0,88

VD 0,80 3,14 0,90 1,10 0,17 7,66 0,90

VP 0,80 1,63 0,87 3,35 0,04 6,12 0,58

Hmax 0,12 0,13 0,89 2,71 0,58 0,16 0,89

Hc 0,40 0,07 0,89 1,22 0,96 0,17 0,86

Lrm 0,51 0,17 0,89 0,57 0,02 0,51 0,85

Lrd 0,96 0,17 0,89 1,18 0,11 0,49 0,85

(9)

Comparaison de l’âge estimé entre les dents isomères

Aucune différence significative n’est mise en évidence quel que soit le type de dent ou la classe d’âge, les différences d’estimation allant de la semaine pour la classe 0 à un maximum de trois mois en moyenne pour la classe 5 (Tableau 5).

Aucun schéma particulier de développement précoce ou tar- dif de la dent maxillaire et de sa correspondante mandibulaire n’est visible, selon la classe d’âge, elle est tantôt en avance, tantôt en retard. Lorsqu’il y a une différence de développement entre une molaire maxillaire et son isomère mandibulaire, celle-ci n’excède pas un stade de développe- ment. Pour l’ensemble des couples molaires maxillaire/mandibulaire, 18 % sont dans ce cas de figure.

Comparaison de l’âge entre les dents antimères

Aucune différence significative ne se dégage entre une dent gauche et sa correspondante du côté droit, la différence allant d’une semaine pour la classe 0 à un maximum de trois mois en moyenne pour la classe 4 (Tableau 6).

Comparaison entre l’âge réel et l’âge estimé

Une différence positive entre AR et AE révèle une sous- estimation de l’AR alors qu’une différence négative exprime une surestimation de l’AR. Seuls les résultats significatifs sont présentés (Tableau 7).

En se focalisant sur les premières molaires déciduales, une sous-estimation significative d’environ trois semaines est notée pour la classe 0 (et seulement pour les molaires mandibulaires), une sous-estimation très significative d’environ cinq à six mois apparaît pour la classe 1, ainsi qu’une sous-estimation très significative de dix mois à un an pour la classe 2. Pour les secondes molaires déciduales, il est noté pour la classe 0 une sous-estimation significative de l’ordre de trois semaines pour la dent 85. Pour la classe 1, c’est une sous-estimation très significative de six à huit mois qui est remarquée. Une sous-estimation significative de sept à neuf mois est notée pour la classe 3. Pour les premières molaires permanentes, une sous-estimation significative de trois à quatre mois se retrouve pour la classe 1, une sous-estimation significative de trois mois environ pour la classe 2 et une sous-estimation significative de dix mois à un an pour la classe 4. Les deuxièmes molaires permanentes ne montrent pas de résultats significatifs, mais nous n’en tiendrons pas compte étant donné la taille de l’échantillon. Globalement, quelle que soit la classe d’âge examinée, et quelle que soit la dent utilisée pour l’estimation, l’application de la méthode de Moorrees et al. [18,19] produit des sous-estimations essentiellement pour les classes d’âge 1 et 2. De plus, c’est avec les molaires mandibulaires que le plus grand nombre de sous-

estimations significatives est retrouvé. Il en est ainsi pour les molaires déciduales, même s’il faut nuancer ce résultat étant donné que les molaires permanentes sont moins nombreuses.

Analyses des données métriques par sexe

Au sein de chaque classe d’âge, la distribution des individus en fonction du sexe a été analysée, et elle ne montre aucun biais susceptible d’influencer les résultats quelles que soient la classe d’âge, la dent ou la variable choisie (p> 0,05).

L’absence de différence statistiquement significative pour les différentes variables testées, entre filles et garçons, permet de les associer et donc d’augmenter la taille de l’échantillon.

Comparaison des volumes

Lorsque le volume total des dents est comparé entre dents isomères, une seule différence significative est retrouvée pour la classe 1 entre les dents 64 et 74 avec une valeur moyenne de 8,16 mm³. Pour le volume d’émail, seuls les individus de la classe 4 présentent une différence hautement significative entre la 64 et la 74, avec une valeur moyenne de 15,48 mm³. Aucune variation significative n’a été mise en évidence entre les molaires mandibulaires et leur isomère maxillaire pour le volume de dentine. Au niveau des volumes pulpaires, une différence significative est notée entre la 36 et la 26, atteignant 11,17 mm³(Tableau 8).

Comparaison des rapports volumiques

Pour le rapport volumique VE/Vtot, la seule différence très significative est retrouvée entre les dents 64 et 74 pour la classe 4, et elle est le reflet de celle notée pour le volume d’émail ; il en est de même pour les rapports VD/Vtot et VP/Vtot qui montrent respectivement une partie d’émail relativement plus importante dans la 64 que dans la 74, un volume de dentine relativement plus faible et un volume pulpaire plus important. Le rapport VP/Vtot présente des différences significatives à hautement significatives pour toutes les classes d’âge, majoritairement entre 64 et 74, mais également entre 26 et 36 (Tableau 9).

Comparaison des longueurs et des rapports de longueurs

Les dents mandibulaires comportant deux racines et les dents maxillaires en ayant généralement trois, il n’est pas possible de comparer entre dents isomères les longueurs et rapports de longueurs sur les racines. Nous nous intéresse- rons donc seulement à la hauteur de la couronne, à la hauteur maximale de la dent et au rapport entre les deux. Une différence significative à hautement significative a été déterminée pour la hauteur maximale de la dent pour la

(10)

Tableau6Résultatsdelacomparaisondesâgesestimésentrelesmolairesgauchesetleursantimèresdroitssurchaqueclassed’âgeetpartypededent(Ncorrespondaunombre actifdecomparaisonspouruncoupled’antimères,mcorrespondàladifférencemoyenneentrelesestimations,σcorrespondàl’écart-typedecettedifférence,etpcorrespondà lasignificativitédecettedifférence,sip<0,05,alorsladifférenceestsignificative,lesmoyennessontexpriméesenannées)/Resultsofthecomparisonofestimatedagesofright andleftmolarsforeachagegroupandtooth-type(Nistheactivenumberofcomparisonforeachtoothpair,misthemeandifferencebetweenestimations,σisthestandard deviationofthedifference,Pisthesignificanceofthedifference:ifP<0.05,thedifferenceissignificant.Meansareinyears) Dents comparées

Classe0Classe1Classe2Classe3Classe4Classe5 NmσpNmσpNmσpNmσpNmσpNmσp 64/541300190,020,0630,34390,0110,033160010–––3001 74/8420–0,010,044113–0,0380,096115–0,0070,133160010–––4001 65/559–0,0220,067110–0,020,1030,55590,0330,1160010–––0––– 75/8512001130,0080,0290,165120,0250,08715–0,080,17910–––0––– 26/1610––6–0,0710,1891100,20,4220,178600180,0630,1770,3514001 36/4640011400115001700170015001 27/170–––0–––0–––0–––2–0,250,35412001 37/470–––0–––0–––10––40014001

Tableau5Résultatsdelacomparaisondesâgesestimésentrelesmolairesmandibulairesetleursisomèresmaxillairessurchaqueclassed’âgeetpartypededent(Ncorrespond aunombreactifdecomparaisonspouruncoupled’isomères,mcorrespondàladifférencemoyenneentrelesestimations,σcorrespondàl’écart-typedecettedifférence,etpcor- respondàlasignificativitédecettedifférence,sip<0,05,alorsladifférenceestsignificative,lesmoyennessontexpriméesenannées)/Resultsofthecomparisonofestimated agesofmandibularandmaxillarymolarsforeachagegroupandtoothtype(Nistheactivenumberofcomparisonsforeachtoothpair,misthemeandifferencebetweenestimations,σisthestandarddeviationofthedifference,Pisthesignificanceofthedifference:ifP<0.05,thedifferenceissignificant.Meansareinyears) Dents comparées

Classe0Classe1Classe2Classe3Classe4Classe5 NmσpNmσpNmσpNmσpNmσpNmσp 64/74800,053190,0220,120,789110,10,1610,06860010–––2001 54/8412–0,0170,0710,4239–0,0560,113190,0220,2110,59360010–––2001 65/759–0,0110,3318–0,0630,1510,27980,0750,139150,220,31910–––0––– 55/8540,050,10,3918–0,10,140,25700,173150,140,31310–––0––– 26/3610,5––8–0,0630,177111–0,0450,4160,715700170014001 16/4610,5––600,316110–0,20,2580,068600170014001 27/370–––0–––0–––0–––20012–0,250,3541 17/470–––0–––0–––0–––20011–0,5––