Modeling by using regression analysis of teleroentgenographic individual indicators used in the method of Charles J. Burstone

Abstract

In spite of the existence of numerous developed methods of cephalometric analysis, which should help to choose the right direction of orthodontic treatment, usually the doctor has to act intuitively, based on his experience, because their development didn't take into account numerous factors (ethnicity, age, gender, etc.). Improving these techniques, considering the above-mentioned factors, would significantly increase their effectiveness, and hence the quality of providing dental care to the population. The purpose of the work is to construct and analyze a regression model of teleroentgenographic indicators used in the method of C. J. Burstone in young men and women with normal occlusion close to orthognathic bite and harmonic face. Primary side teleroentgenograms of 38 young men (aged 17-21 years) and 55 young women (aged 16-20 years) with normal occlusion close to orthognathic bite and harmonic face, obtained from the Veraviewepocs 3D device, Morita (Japan), taken from the bank data of research center of National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsya. Cephalometric measurements were performed according to the recommendations of C. J. Burstone. All indicators were divided into three groups: 1 - metric characteristics of the skull, which usually do not change during surgical and orthodontic treatment; 2 - indicators of the tooth-jaw system, the definitions of which most often need to be guided by the orthodontic treatment of growing patients and orthodontic surgery, which allows people with already formed bone skeleton to change the width, length, angles and position of the bones of the upper and lower jaws; 3 - indicators that actually characterize the position of each individual tooth relative to each other, to the bony cranial structures and face profile. Regression models of individual teleroentgenographic indicators used in the method of C. J. Burstone, built using the licensed package "Statistica 6.0". Constructed all 6 reliable models of indicators included in the second group (anterior lower facial height ANS-Gn/Me, maxillary length ANS-PNS, ramus length Ar-Go, mandibular length Go-Pog, anterior upper facial height N-ANS and posterior upper facial height PNS-N) depending on the indicators of the first group (posterior section of cranial base Ar-Pt, anterior skull base length N-CC, angle of the cranial tilt POr-NBa, anterior section of cranial base Pt-N and distance P-PTV); as well as all 7 reliable models of indicators included in the third group (distances 1u-NF, 1l-MP, 6u-NF, 6l-MP and angles OP-HP, Max1-NF/Max1-SpP, Mand1-Mp/Mand1-MeGo) depending on the indicators of the first and second (distance A-B, A-NPog, Gо-CF, Max-Mand, N-A, N-B, N-Pog and Xi-Pm and angles MeGo-NPog, MP-HP, NAPog, N-ANS-Pog, N-CF-A, NPog-POr, POr-CFXi і POr-ANSPNS) groups. It was established that in young men the model of telerentgenographic indices included in the second group depending on the indicators of the first group and included in the third group, depending on the indicators of the first and second groups, have a higher determination coefficient than in young women (R2 from 0.806 to 0.918 in young men and from 0.510 to 0.768 for young women, and from 0.750 to 0.993 for young men and from 0.510 to 0.986 for young women). In the analysis of entering into the regression models of the relevant predictors found that in young men among the teleroentgenographic indicators of the first group included in the models of indicators of the second group most often included - distances P-PTV (33.3%), Pt-N and N-CC (by 25.0%); and in young women- distances N-CC (38.5%) and P-PTV(30.8%). It was also found that among young men among the teleroentgenographic indicators of the first and second groups that were included in the models of the third group of indicators most often included - distance ANS-Gn/Me (12.8%), the magnitude of the angles NAPog, POr-CFXi and POr-ANSPNS (by 9.4%); and in young womendistance ANS-Gn/Me (13.2%), distances А-В and PNS-N and the magnitude of the angle NAPog (by 7.9%).

Не зважаючи на існування численних розроблених методик цефалометричного аналізу, що мають допомогти обрати правильний напрямок ортодонтичного лікування, зазвичай лікарю доводиться діяти інтуїтивно, на основі свого досвіду, адже при їх розробці не приймалися до уваги численні фактори (етнічна приналежність, вік, стать тощо). Удосконалення даних методик з врахуванням вищезгаданих факторів дозволило б значно збільшити їх ефективність, а отже і якість надання стоматологічної допомоги населенню. Мета роботи - побудувати та провести аналіз регресійних моделей телерентгенографічних показників, що використовуються в методиці C. J. Burstone в юнаків і дівчат з нормальною оклюзією наближеною до ортогнатичного прикусу та гармонійним обличчям. Первинні бокові телерентгенограми 38 юнаків (віком від 17 до 21 року) та 55 дівчат (віком від 16 до 20 років) з нормальною оклюзією наближеною до ортогнатичного прикусу та гармонійним обличчям, отримані за допомогою пристрою Veraviewepocs 3D, Моріта (Япония), взяті з банку даних науково-дослідного центру Вінницького національного медичного університету ім. М. І. Пирогова. Цефалометричні вимірювання проводили згідно рекомендацій C. J. Burstone. Усі показники були розділені на три групи: 1 - метричні характеристики черепа, які зазвичай не змінюються в ході хірургічного та ортодонтичного лікування; 2 - показники зубощелепної системи, на визначення яких найбільш часто необхідно орієнтуватись при виконанні ортодонтичного лікування зростаючих пацієнтів та ортодонтичної хірургії яка дозволяє у осіб вже із сформованим кістковим скелетом змінювати ширину, довжину, кути та положення кісток верхньої та нижньої щелеп; 3 - показники які власне характеризують положення кожного окремого зуба по відношенню один до одного, до кісткових черепних структур та профілю обличчя. Регресійні моделі індивідуальних телерентгенгографічних показників, що використовуються в методиці C. J. Burstone, побудовані за допомогою ліцензійного пакету "Statistica 6,0". Побудовані усі 6 достовірних моделей показників що увійшли до другої групи (передня нижня висота лиця ANS-Gn/Me, довжина верхньої щелепи ANS-PNS, довжина гілки нижньої щелепи Ar-Go, довжина основи нижньої щелепи Go-Pog, передня верхня висота лиця N-ANS і задня верхня висота лиця PNS-N) в залежності від показників першої групи (задня частина основи черепа Ar-Pt, передня довжина основи черепа N-CC, кут краніального нахилу POr-NBa, передня частина основи черепа Pt-N та відстань P-PTV); а також усі 7 достовірних моделей показників що увійшли до третьої групи (відстані 1u-NF, 1l-MP, 6u-NF, 6l-MP та кути OP-HP, Max1-NF/Max1-SpP, Mand1-Mp/Mand1-MeGo) в залежності від показників першої та другої (відстані A-B, A-NPog, Gо-CF, Max-Mand, N-A, N-B, N-Pog і Xi-Pm та кути MeGo-NPog, MP-HP, NAPog, N-ANS-Pog, N-CF-A, NPog-POr, POr-CFXi і POr-ANSPNS) груп. Встановлено, що в юнаків моделі телерентгенографічних показників, які увійшли до другої групи в залежності від показників першої групи та які увійшли до третьої групи в залежності від показників першої й другої груп мають вищій коефіцієнт детермінації, ніж у дівчат (R2 відповідно від 0,806 до 0,918 в юнаків і від 0,510 до 0,768 у дівчат; та від 0,750 до 0,993 в юнаків і від 0,510 до 0,986 у дівчат). При аналізі входження до регресійних моделей відповідних предикторів встановлено, що в юнаків серед телерентгенографічних показників першої групи які увійшли до моделей показників другої групи найбільш часто входили - відстані P-PTV (33,3%), Pt-N і N-CC (по 25,0%); а у дівчат - відстані N-CC (38,5%) і P-PTV (30,8%). Також встановлено, що в юнаків серед телерентгенографічних показників першої і другої груп які увійшли до моделей показників третьої групи найбільш часто входили - відстань ANS-Gn/Me (12,8%), величина кутів NAPog, POr-CFXi та POr-ANSPNS (по 9,4%); а у дівчат - відстань ANS-Gn/Me (13,2%), відстані А-В і PNS-N та величина кута NAPog (по 7,9%).

Несмотря на существование многочисленных разработанных методик цефалометрического анализа, которые должныпомочь выбрать правильное направление ортодонтического лечения, обычно врачу приходится действовать интуитивно, на основе своего опыта, ведь при их разработке не принимались во внимание многочисленные факторы (этническая принадлежность, возраст, пол и т.д.). Совершенствование данных методик с учетом вышеупомянутых факторов позволило бы значительно увеличить их эффективность, а следовательно, и качество оказания стоматологической помощи населению. Цель работы - построить и провести анализ регрессионных моделей телерентгенографических показателей, используемых в методике C. J. Burstone у юношей и девушек с нормальной окклюзией приближенной к ортогнатическому прикусу и гармоничным лицом. Первичные боковые телерентгенограммы 38 юношей (в возрасте от 17 до 21 года) и 55 девочек (в возрасте от 16 до 20 лет) с нормальной окклюзией приближенной к ортогнатическому прикусу и гармоничным лицом, полученные с помощью устройства Veraviewepocs 3D, Морита (Япония), взяты из банка данных научно-исследовательского центра Винницкого национального медицинского университета им. Н. И. Пирогова. Цефалометрични измерения проводили согласно рекомендациям C. J. Burstone. Все показатели были разделены на три группы: 1 - метрические характеристики черепа, которые обычно не меняются в ходе хирургического и ортодонтического лечения; 2 - показатели зубочелюстной системы, на определение которых наиболее часто необходимо ориентироваться при выполнении ортодонтического лечения растущих пациентов и ортодонтической хирургии которая позволяет у лиц уже со сформированным костным скелетом изменять ширину, длину, углы и положения костей верхней и нижней челюстей; 3 - показатели, которые собственно характеризуют положение каждого отдельного зуба по отношению друг к другу, к костным черепным структурам и профиля лица. Регрессионные модели индивидуальных телерентгенгографических показателей, используемых в методике C. J. Burstone, построены с помощью лицензионного пакета "Statistica 6,0". Построенные все 6 достоверных моделей показателей вошедшие во вторую группу (передняя нижняя высота лица ANS-Gn/Me, длина верхней челюсти ANS-PNS, длина ветви нижней челюсти Ar-Go, длина основания нижней челюсти Go-Pog, передняя верхняя высота лица N-ANS и задняя верхняя высота лица PNS-N) в зависимости от показателей первой группы (задняя часть основания черепа Ar-Pt, передняя длина основания черепа N-CC, угол краниального наклона POr-NBa, передняя часть основания черепа Pt-N и расстояние P-PTV) а также все 7 достоверных моделей показателей вошедшие в третью группу (расстояния 1u-NF, 1l-MP, 6u-NF, 6l-MP и углы OP-HP, Max1-NF/Max1-SpP, Mand1-Mp/Mand1-MeGo) в зависимости от показателей первой и второй (расстояния AB, ANPog, Gо-CF, Max-Mand, NA, NB, NPog и Xi-Pm а также углы MeGo-NPog, MP-HP, NAPog, N-ANS -Pog, N-CF-A, NPog-POr, POr-CFXi и POr-ANSPNS) групп. Установлено, что у юношей модели телерентгенографических показателей, вошедших во вторую группу в зависимости от показателей первой группы и вошедших в третью группу в зависимости от показателей первой и второй групп имеют более высокий коэффициент детерминации, чем у девушек (R2 соответственно от 0,806 до 0,918 у юношей и от 0,510 до 0,768 у девушек, и от 0,750 до 0,993 у юношей и от 0,510 до 0,986 у девушек). При анализе включения к регрессионным моделям соответствующих предикторов установлено, что у юношей среди телерентгенографических показателей первой группы вошедших к моделям показателей второй группы наиболее часто входили - расстояния P-PTV (33,3%), Pt-N и N-CC (по 25,0%); а у девушек - расстояния N-CC (38,5%) и P-PTV (30,8%). Также установлено, что у юношей среди телерентгенографических показателей первой и второй групп вошедших к моделям показателей третьей группы наиболее часто входили - расстояние ANS-Gn/Me (12,8%), величина углов NAPog, POr-CFXi и POr-ANSPNS (по 9,4%); а у девушек - расстояние ANS-Gn/Me (13,2%), расстояния А-В и PNS-N и величина угла NAPog (по 7,9%).