Three-Dimensional (3d) Morphological Evaluation of the Maxillary Arch and Its Relationship With Craniofacial Characteristics in Patients With Cleft Lip and Palate

Jedes menschliche Gesicht ist auf einem empfindlichen Knochengerüst aufgebaut, wobei der Oberkiefer, oder Maxilla, als Fundament für die Zähne, den Gaumendach und die Stütze der Nase dient. Bei den meisten Menschen wächst diese Struktur in einer glatten, vorhersehbaren Kurve und bildet einen weiträumigen Bogen, der die Zähne aufnimmt und es dem Gesicht ermöglicht, sich mit Ausgewogenheit zu entwickeln. Bei Kindern, die mit einer Lippen-Kiefer-Spaltheft geboren werden, wird dieses natürliche Wachstum jedoch unterbrochen. Eine Spalte ist eine Lücke im Gewebe, die entsteht, wenn die Teile des Gesichts, die während der frühen Entwicklung miteinander verschmelzen sollten, getrennt bleiben. Diese Lücke kann von einem einfachen Riss in der Lippe bis hin zu einer komplexen Trennung reichen, die sich durch das Gaumendach erstreckt. Obwohl Chirurgen diese Lücken reparieren können, hinterlassen die Narben und die veränderten Wachstumsmuster oft einen Oberkiefer, der kleiner, schmaler oder anders geformt ist als üblich. Genau zu verstehen, wie diese Kiefer in drei Dimensionen aussehen und wie diese lokalen Formen mit der Gesamtlage des Schädels zusammenhängen, ist entscheidend für Ärzte, die Behandlungen planen, um diesen Kindern zu helfen, zu gesunden, funktionsfähigen Erwachsenen heranzuwachsen.

Jahrzehntelang haben sich Ärzte auf zweidimensionale Röntgenaufnahmen verlassen, um die Skelettstruktur des Gesichts abzubilden. Diese Bilder liefern eine flache Seitenansicht, die hervorragend geeignet ist, um zu sehen, wie Ober- und Unterkiefer vorne-hinten ausgerichtet sind. Doch ein flaches Bild kann das volle Volumen des Gaumendachs oder die wahre Breite des Zahnbogens nicht in einer Weise erfassen, die die komplexen, oft asymmetrischen Formen berücksichtigt, wie sie bei Patienten mit Spaltbildung vorkommen. Um diese Lücke zu schließen, wandte sich ein Forscherteam in Brasilien einem moderneren Ansatz zu: Sie erstellten detaillierte, dreidimensionale digitale Modelle der Oberkiefer von 132 Kindern im Alter von sieben bis zwölf Jahren, die in einem spezialisierten medizinischen Zentrum wegen Spaltfehlern behandelt worden waren. Das Team wollte herausfinden, ob die spezifische Form und Größe des Gaumendachs, gemessen im vollen 3D-Raum, Aufschluss über die breiteren skelettalen Beziehungen des Gesichts geben konnte, die normalerweise nur auf Röntgenbildern sichtbar sind.

Die Forscher unterteilten die Kinder in drei Gruppen bas려 auf die Art ihrer Spalte: jene mit einer reinen Lippenspalte, jene mit einer Lippen-Kiefer-Spalte einseitig und jene mit einer Lippen-Kiefer-Spalte beidseitig. Mithunter Einsatz hochauflösender Scanner erfassten sie die exakte Oberfläche der Oberkiefer der Kinder und nutzten Computersoftware, um das Volumen des Gaumendachs, die Länge des Zahnbogens sowie den Abstand zwischen den Zähnen im vorderen und hinteren Teil des Bogens zu messen. Sie verglichen diese 3D-Messungen anschließend mit den Standard-Röntgenbildern der Kinder, die die Position der Kieferknochen relativ zum Schädel zeigten. Das Ziel war zu bestimmen, ob ein kleineres Volumen des Gaumendachs oder ein kürzerer Bogen bedeutete, dass der Kiefer im Schädel anders positioniert war, oder ob dies separate Probleme waren, die unabhängig vone einer betrachtet werden mussten.

Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen. Kinder mit Spalten, die den Gaumendach betrafen, hatten signifikant kleinere Volumina im Gaumenspaum und kürzere Zahnbögen im Vergleich zu jenen mit einer Spalte, die auf die Lippe beschränkt war. Der Gaumendach war für diese Kinder auch im mittleren Abschnitt schmaler. Als die Forscher jedoch die Breite des Kiefers nahe den hinteren Zähnen untersuchten, fanden sie keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen. Dies deutet darauf hin, dass die Auswirkung der Spalte und der anschließenden Operation nicht einheitlich ist; sie verkleinert den Raum und die Länge des Bogens stärker, als sie die Breite im hinteren Bereich beeinflusst. Als sie diese 3D-Formen mit den Röntgen-Daten verglichen, stellten sie fest, dass die beiden Arten von Messungen zwar zusammenhingen, aber nur lose. Ein größeres Volumen des Gaumendachs oder ein längerer Bogen korrelierte zwar tendenziell mit einem Kiefer, der weiter vorne im Schädel positioniert war, doch die Verbindung war nicht stark genug, um das eine mit Sicherheit aus dem anderen vorherzusagen.

Dieser Mangel an einer engen Verbindung ist tatsächlich eine Schlüsselerkenntnis. Er zeigt, dass die lokale Form des Oberkiefers und die globale Position des Kieferknochens innerhalb des Schädels zwei unterschiedliche Aspekte der Gesichtsentwicklung sind. Obwohl sie sich gegenseitig beeinflussen, sind sie nicht dasselbe. Die Studie zeigte, dass die Länge des Zahnbogens das Merkmal war, das am ehesten die allgemeine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Kiefers widerspiegelte, selbst aber diese Beziehung nur moderat war. Die Breite des Bogens, insbesondere nahe der hinteren Zähne, zeigte fast keine Beziehung zu den seitlichen Röntgenmessungen, was sinnvoll ist, da eine Seitenansicht die Breite des Kiefers von links nach rechts nicht leicht erfassen kann. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Verlassen auf nur eine Methode, sei es ein flaches Röntgenbild oder ein 3D-Modell, ein unvollständiges Bild liefert. Stattdessen ist der präziseste Weg, die Gesichtsstruktur eines Patienten zu verstehen, beide Werkzeuge gemeinsam zu nutzen. Die 3D-Modelle liefern eine exakte Karte des lokal verfügbaren Raums für Zähne und Weichteilgewebe, während die Röntgenbilder zeigen, wie dieser Raum in das größere Gerüst des Kopfes passt. Durch die Kombination dieser Perspektiven können Ärzte Behandlungen besser planen, die sowohl die unmittelbare Form des Mundes als auch das langfristige Wachstum des Gesichts berücksichtigen.