Computer-assistierte dreidimensionale Volumenbestimmung. von Unterkieferzysten anhand Voxel-basierter Datensätze

Transkript

1 Aus dem Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie Computer-assistierte dreidimensionale Volumenbestimmung von Unterkieferzysten anhand Voxel-basierter Datensätze Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Zahnheilkunde in der Medizinischen Hochschule Hannover vorgelegt von Franziska Nickel aus Wolfenbüttel Hannover 2013

2 Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover Präsident: Betreuer: Kobetreuer: Referent: Korreferent: Prof. Dr. med. Christopher Baum Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Horst Kokemüller Dr. med.dent. Marcus Stoetzer PD Dr. med. Christian von Falck Prof. Dr. med. Michael Jagodzinski Tag der mündlichen Prüfung: Promotionsausschussmitglieder: Prof. Dr. med. dent. Harald Tschernitschek Prof. Dr. med. Matthias Fink PD Dr. med. Björn Jüttner

3 Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Einführung Definition Allgemeines Einteilung der Kieferzysten Ätiologie Pathogenese Klinik und Diagnostik von Kieferzysten Therapie von Kieferzysten Zystostomie (Partsch I) Zystektomie (Partsch II) Untersuchte Zystenarten Radikuläre Zyste Follikuläre Zyste Keratozystisch odontogener Tumor (Keratozyste) Knochenaugmentationsmaterialien Autogene Knochentransplantate (Autograft) Fragestellungen 24 2 Material und Methode Patientenauswahl Kohorteneinteilung Material Exceltabelle Digitaler Workflow der verwendeten Software Methoden der Volumenberechnung Voreinstellungen Messvorgang von Methode 1 und Methode Datenverarbeitung und statistisches Vorgehen 38

4 Inhaltsverzeichnis II Deskriptive Statistik Auswertende Statistik 39 3 Ergebnisse Deskriptive Statistik - Beschreibung des Patientenkollektivs Verteilung des gesamten Kollektivs Häufigkeitsverteilung der Kohorten Häufigkeitsverteilung innerhalb der Zystenarten Erstzysten Zweitzysten Auswertende Statistik Methodenvergleich Vergleich von Mittelwert 1 und Mittelwert Vergleich der einzelnen Messergebnisse beider Methoden Zystenvolumen und Defektfüllung Abhängigkeit zwischen autogener Osteoplastik von Zystenhöhlen und den untersuchten Einflussparametern Korrelation zwischen autogener Osteoplastik von Zystenhöhlen und Zystenvolumina 58 4 Diskussion Materialkritik Patientenkollektiv Vergleich der keratozystisch odontogenen Tumoren unter den Kohorten Vergleich der follikulären Zysten unter den Kohorten Vergleich der radikulären Zysten unter den Kohorten Zusammenfassung Methodenkritik Interpretation des Methodenvergleichs Indikation der Zystenmessung im Unterkiefer Vorteile dreidimensionaler Datensätze 68

5 Inhaltsverzeichnis III Arbeitsaufwand der Volumenbestimmung in Abhängigkeit von der Zystenart Ausreißer im Bland-Altman-Plot Weitere Möglichkeiten der Zystenvermessung Volumenbestimmung durch computergestützte Methoden Bewertung der computergestützten Methoden Zukunft: Segmentierungsalgorithmus Volumenbestimmung durch die Injektion von Natriumchlorid Ergebniskritik Bedeutung des Cut-offs für die präoperative Zystendiagnostik Ausreißer im Scatter Plot Kritischer Wert Zystenmorphologie Zukunft: Tissue Engineering Schlussfolgerungen 87 5 Zusammenfassung 91 6 Literaturverzeichnis 92 7 Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Glossar Curriculum vitae Erklärung Danksagungen Anhang 110

6 Einleitung 1 1 Einleitung 1.1 Einführung In keinem anderen Knochen des menschlichen Skeletts entwickeln sich Zysten so häufig wie im Kieferknochen [46]. Die Erklärung für das häufige Vorkommen liegt in der speziellen Entwicklung von Ober- und Unterkiefer begründet. Die Besonderheit ihrer embryonalen Genese besteht darin, dass es die einzigen zahntragenden Knochen des Körpers sind. Somit findet ausschließlich in den Kieferknochen die Ausbildung der ektodermalen Zahnanlagen statt. Nach Rückbildung der Zahnleiste oder der Hertwigschen Epithelscheide können Epithelreste zurückbleiben. Diese stellen potentiell einen Ausgang für die Entwicklung von Zysten dar. Kieferzysten, die aus Epithelüberbleibseln der Zahnentwicklung entstehen, werden deshalb als odontogene Zysten bezeichnet. Solche, deren Ursprung nicht mit Geweben des Zahnsystems assoziiert sind, nennt man nicht-odontogene Zysten. Das häufige Auftreten von zystischen Prozessen im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich gab Anlass für diese Studie, in der die Betrachtung der Zyste als Volumen im Vordergrund stand. Bildgebende Verfahren bieten die Möglichkeit der präoperativen Orientierung über Kieferzysten. Sie geben wichtige Informationen über die Lokalisation und das Ausmaß von Zysten. Weiterhin kann die Nähe zu anatomischen Nachbarstrukturen begutachtet werden. Zur Verfügung stehen die konventionelle zahnärztliche Röntgendiagnostik zur zweidimensionalen Betrachtung von zystischen Raumforderungen sowie die Voxel-basierte radiologische Untersuchung in allen drei Raumebenen (Transversale, Koronare, Sagittale). Bisher wurden die maßstabsgetreuen dreidimensionalen Bildmedien nicht für Volumenberechnungen von Zysten genutzt und gaben damit Anlass, ihr Anwendungsspektrum genauer zu untersuchen. In dieser Studie wurde ein Kollektiv von 88 Patienten mit Unterkieferzysten retrospektiv betrachtet, das in den Jahren 2004 bis 2011 in der Abteilung für Mund-, Kiefer- und

7 Einleitung 2 Gesichtschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover behandelt wurde. Bei allen Patienten wurde eine histopathologisch gesicherte odontogene Zyste entfernt. Die Berechnung der Zystenvolumina fand anhand der vorliegenden dreidimensionalen CTund DVT-Datensätze Computer-assistiert mit dem Programm iplan Volume (Brainlab, Feldkirchen, Deutschland) statt. Für die Durchführung der Volumenbestimmung wurden zwei unterschiedliche Verfahren angewendet und miteinander verglichen. Die beiden Messmethoden wurden in Bezug auf die Umsetzbarkeit und Anwendbarkeit im klinischen Alltag untersucht, um letztlich die effizienteste Methode zu eruieren. Dabei wurde eine auf den ersten Blick exaktere, aber zeitaufwendigere Messung gegen ein einfacheres, zeitsparenderes Verfahren getestet, um die Präzision und Verlässlichkeit des Computerprogramms zu evaluieren. Ziel dieser Untersuchung war es weiterhin, anhand der Vermessungen von Zysten in allen drei Raumebenen ein Volumen zu definieren, ab welchem eine Defektfüllung des Lumens mit körpereigenem Knochen aus intra- oder extraoralen Entnahmestellen empfehlenswert erscheint. Die Entscheidung, ob eine Defektfüllung sinnvoll oder gar notwendig ist, basiert bisher größtenteils auf den Erfahrungswerten des Operateurs. Es galt herauszufinden, ob anhand der präoperativen, nicht-invasiven Volumenberechnung von drei untersuchten Zystenarten eine klinisch relevante Leitlinie für die optimale Behandlung erstellt werden kann. Somit könnte im Vorfeld Klarheit über den Therapieumfang für den Patienten geschaffen sowie Handlungssicherheit für den geplanten chirurgischen Eingriff auf Seiten des Operateurs aufgebaut werden. Die Bestimmung des bislang unberücksichtigten Volumens könnte zukünftig die präoperative, bildgebende Diagnostik ergänzen, um die angestrebte Therapie zu präzisieren und somit eine kostenbewusste Operationskapazitätsplanung zu ermöglichen.

8 Einleitung Definition Der Begriff Zyste (gr. Kystis = Blase) [31] bezeichnet einen pathologischen Hohlraum, der lumenwärts epithelial ausgekleidet ist. Die Begrenzung bildet eine bindegewebige Zystenwand, die als Zystenbalg definiert ist. Sie treten als ein- und mehrkammrige Gebilde sowohl im Knochen als auch in den Weichteilen auf. Das Lumen kann neben Flüssigkeit auch gasförmigen oder breiartigen Inhalt enthalten [45]. Das Vorhandensein von ein- oder mehrschichtigem Epithel unterscheidet die echten Zysten von den Pseudozysten, deren pathologische Hohlräume epithelfrei sind [23, 27, 46, 62]. 1.3 Allgemeines Zysten im Kieferknochen oder in den Weichteilen des Kopf-Hals-Bereichs sind keine Seltenheit. Man geht davon aus, dass ca. 3% der erwachsenen Bevölkerung während ihres Lebens eine Zyste entwickeln [46]. Zysten sind von ihrer Eigenschaft her primär gutartig [27, 45] und zeigen mit einer Häufigkeit von 0,3 bis 2% [4] nur eine geringe Tendenz zur malignen Entartung [19, 46]. Die höchste Inzidenz der Erkrankung wird im Allgemeinen zwischen der zweiten und fünften Lebensdekade beobachtet [46]. Mit einem prozentualen Verhältnis von 58% zu 42% scheint das männliche Geschlecht darüber hinaus häufiger betroffen zu sein [27, 46]. Neuesten Studien zufolge ist die Entstehung von Zysten in Ober- und Unterkiefer mit einer Verteilung von 1,13 zu 1 annähernd gleich [77], wobei sich die Lokalisation der pathologischen Hohlgebilde innerhalb der beiden Kiefer unterscheidet. Während im Unterkiefer der Seitenzahnbereich prädestiniert ist, dominieren sie eher in der Frontzahnregion des Oberkiefers [27, 45]. Mit einer Häufigkeit von ca. 80% treten die odontogenen Zysten, die mit Epithelresten der unvollständig obliterierten Zahnleiste assoziiert sind, deutlich zahlreicher auf als die nichtodontogenen Zysten [12, 53].

9 Einleitung 4 Die Häufigkeit von Zysten gliedert sich wie folgt: Häufigkeit der Zystenart Häufigkeit in % Radikuläre und residuale Zysten 52,3 Follikuläre Zysten 16,6 Keratozysten 11,2 Nasopalatinale Zysten 11,0 Paradentale Zysten 2,5 Übrige Zysten 6,4 Tabelle 1: Häufigkeitsverteilung der Zystenarten in Prozent [46] 1.4 Einteilung der Kieferzysten Zysten lassen sich in der Literatur auf vielfältige Art und Weise klassifizieren. Zunächst einmal findet eine Unterscheidung der anteilig häufiger vorkommenden Kieferzysten von den Zysten der Weichteile statt [27]. Die Kieferzysten fächern sich wiederum unter pathogenetischen, topographischen, morphologischen und klinischen Aspekten auf. Im Folgenden stützt sich diese Arbeit auf die international anerkannte Klassifikation der Weltgesundheitsorganisation (WHO), die auf pathohistologischen Gesichtspunkten basiert. Zum einen berücksichtigt diese international gültige Einteilung die Entstehungsursache, sodass entwicklungsbedingte von entzündungsbedingten Zysten unterschieden werden. Zum anderen gibt diese Gliederung Auskunft über das Ursprungsgewebe, sodass odontogene von nicht-odontogenen Zysten unterschieden werden. Auch das Deutsche Institut für Medizinische Dokumentation und Information (DIMDI) gibt im Auftrag des Bundesministeriums für Gesundheit regelmäßig die offiziellen Einteilungen im Gesundheitswesen heraus. Sie sind festgehalten in der Internationalen statistischen Klassifikation der Krankheiten und verwandter Gesundheitsprobleme [11] (10.Revision,

10 Einleitung 5 German Modification, Version 2013; ICD-10-GM 2013, s. Anhang), die sich wiederum an der Einteilung der World Health Organisation (ICD-10-WHO 2013) orientiert. Die ICD-Codes dienen dabei als Verschlüsselung der Diagnose. Die erste Gliederung der Zysten aus dem Jahr 1971 geht auf die Oralpathologen Kramer, Pindborg und Shear zurück. Mehrfache Überarbeitungen führten bis zur noch heute größtenteils gültigen Fassung der WHO von 1992 [36]. Entwicklungsbedingte odontogene Zysten Follikuläre Zysten Odontogene Keratozysten (Primordialzysten) Gingivale Zysten bei Kindern (Epstein Perlen) Eruptionszysten Laterale parodontale Zysten Gingivale Zysten des Erwachsenen Glanduläre odontogene/ sialoodontogene Zysten Entwicklungsbedingte nicht-odontogene Zysten Zysten des Ductus nasopalatinus Nasolabiale- oder nasoalveoläre Zysten Entzündungsbedingte odontogene Zysten Radikuläre Zysten (apikal, lateral, residual) Paradentale Zysten Tabelle 2: WHO-Klassifikation der Zysteneinteilung von 1992 [37] Im Jahr 2005 erfolgte eine entscheidende Neuerung der bis dato entwicklungsbedingten odontogenen Keratozyste. Die Bezeichnung ist aufgrund des tumorartigen Verhaltens [46] der Keratozysten nicht mehr zeitgemäß. Hohe Rezidivraten sowie lokal aggressives Wachstum waren Gründe, den neu benannten Keratozystischen odontogenen Tumor (KZOT) in die Gruppe der benignen epithelialen odontogenen Tumoren aufzunehmen.

11 Einleitung Ätiologie Voraussetzung für die Entwicklung einer Zyste im Kieferknochen sind Epithelkeime. Odontogene Zysten können ihren Ursprung zum einen aus Malassez-Epithelresten nehmen [15], die nach Rückbildung der aus innerem und äußerem Schmelzepithel bestehenden Wurzelscheide (Hertwigsche Epithelscheide) im Parodontalspalt verbleiben können. Zum anderen können auch oberflächlicher gelegene Serres-Epithelreste aus der obliterierten Zahnleiste Herkunftsort sein. Nicht-odontogene Zysten sind nicht mit Überresten der Zahnentwicklung assoziiert. Das in der Literatur gängige Synonym der fissuralen Zysten zeigt, dass es Unstimmigkeiten bezüglich ihrer Ätiologie und Pathogenese gibt, die noch nicht restlos geklärt sind [27]. Streng genommen gilt diese Bezeichnung nur für Zysten, die aus Epithelresiduen embryonaler Fusionslinien der Gesichtsfortsätze entstanden sind. Neuesten Erkenntnissen zufolge ist diese Theorie, die ursprünglich von Thoma aus dem Jahr 1937 [78] stammt, nicht mehr haltbar und zweifelt die Existenz fissuraler Zysten [15] an. In vielen Lehrbüchern besteht der Begriff weiterhin, aber schon die WHO-Klassifikation von 1992 [36] sowie die aktuelle Version aus dem Jahr 2005 [3] führt die viel diskutierte globulomaxilläre Zyste nicht mehr als eigene Entität auf. Vielmehr beschreibt sie die Lokalisation einer Zyste zwischen seitlichem Schneidezahn und Eckzahn [21]. Eindeutiger scheint die Bezeichnung dysontogenetisch für die zwei von der WHO anerkannten nicht-odontogenen Zysten. So entsteht die Zyste des Ductus nasopalatinus aus Epithelresiduen desselbigen und die nasolabiale (nasoalveoläre) Zyste aus embryonalen Zellsträngen des Tractus nasolacrimalis [46]. 1.6 Pathogenese Sowohl die Entstehung als auch die Wachstumsmechanismen sind teilweise hypothetischer Natur und noch nicht bis ins Detail ergründet [27, 46].

12 Einleitung 7 Am Beginn der Zystenentwicklung steht die Proliferation von im Kieferknochen zurückgebliebenen Zellnestern. Unspezifische länger andauernde Reize, die traumatisch oder entzündungsbedingt sein können, sind vermutlich dafür verantwortlich. Kieferzysten können Jahre bis Jahrzehnte unbemerkt bleiben. Grund dafür sind neben stetigen Wachstumsschüben auch Phasen der Stagnation, sodass eine außerordentlich langsame Größenzunahme resultiert. Die Progredienz des Wachstums beruht wahrscheinlich auf einem Zusammenwirken von osmotischen Vorgängen und mangelnder Abflussmöglichkeit über das lymphatische System [27]. Eine Flüssigkeitszunahme im Zystenlumen infolge hydrostatischer Druckdifferenzen führt zu einer enormen Drucksteigerung. Sie liegt in der Erhöhung der Teilchenzahl osmotisch wirksamer Substanzen [81] begründet, in der aktiven Sekretion [80] der auskleidenden Epithelzellen, sowie infolge intramuraler Gewebevermehrung [27]. Da der Zystenbalg als semipermeable Membran fungiert [82], kommt es zu einem Flüssigkeitseinstrom mit dem Ziel eines hydrostatischen Konzentrationsausgleichs. Bei den entzündlichen Kieferzysten ist nicht von einem autonomen Wachstum auszugehen [27]. Das Infiltrat ist reich an Lymphozyten und Plasmazellen. Diese gelten als Zeichen einer Autoimmunantwort und enthalten zu etwa 40% Immunglobuline [74]. Die chronische Balgentzündung steht als Wachstumsreiz im Vordergrund. Die daraus resultierenden Zerfalls- und Stoffwechselprodukte sammeln sich im Lumen an. Main [41] beschrieb hingegen, dass das Entstehen nicht entzündungsbedingter Kieferzysten mit jener Wachstumskinetik echter benigner Tumoren [82] assoziiert ist, welche nicht auf reaktiven Zelladaptationsvorgängen beruht. Als Folge steigenden Drucks überwiegt der Knochenabbau in der Zystenperipherie. Einen zudem fördernden Effekt bewirken Osteoklasten-stimulierende Faktoren aus Prostaglandinen, die von Leukozyten des Zystenbalgs sezerniert werden [27, 42]. Die sukzessive Anlagerung von Knochen seitens des Periosts zum appositionellen

13 Einleitung 8 Knochenaufbau kann den beschleunigten Abbau nicht kompensieren. Folglich schreitet der Knochenverlust unaufhaltsam voran. 1.7 Klinik und Diagnostik von Kieferzysten Das fehlende oder späte Durchbrechen von Zähnen der 2. Dentition sowie scheinbar unerklärliche Zahnlockerungen oder Zahnkippungen können auf das Vorhandensein einer Zyste hindeuten. Häufig wird der Verdacht auf eine Kieferzyste jedoch als Zufallsbefund in einem Röntgenbild gestellt [46]. Grund dafür ist das langsame, symptomlose Wachstum, welches dem Patienten lange Zeit keine Beschwerden verursacht. Weder Schmerzen noch Rötungen deuten zunächst auf diesen pathologischen Prozess hin. Zysten, die nicht durch einen Zufallsbefund im Röntgenbild aufgefallen sind, werden daher erst bei großer Ausdehnung mit folgenden Symptomen klinisch sichtbar [46]: Knochenauftreibungen durch verdrängendes Wachstum Pergamentknistern ( Dupuytrensche Geräusch ) bei Palpation durch Fraktur der minimierten Knochenlamelle Prall-elastische, fluktuierende Schwellung bei fehlendem Knochendeckel Zahnkippungen und Zahnlockerungen Entzündungszeichen bei sekundär infizierten Zysten Pathologische Frakturen Unerlässlich sollte die Sensibilitätsprobe sein, denn der entzündlich bedingten radikulären Zyste geht eine chronische apikale Parodontitis eines devitalen Zahnes voraus. Der Schwerpunkt der Zystendiagnostik liegt jedoch in der radiologischen Untersuchung [27], da sie sich auch bei fehlender klinischer Symptomatik hier viel früher manifestiert. Die Standardmethode zur Fokussuche stellt das Orthopantomogramm (OPT) dar [46]. Diese konventionelle zahnärztliche Röntgenaufnahme erlaubt einen Gesamtüberblick mit dem Ziel

14 Einleitung 9 vier Bereiche (Kiefergelenke, Oberkiefer, Unterkiefer, Zähne) gleichzeitig abzubilden. Das OPT ist eine Panoramaschichtaufnahme (PSA) und entsteht in Bewegung durch Drehung von Röntgenröhre und Film- Foliensystem um drei verschiedene Rotationszentren. Diese Drehachsen befinden sich außerhalb der Abbildungsebene und haben die Aufgabe die Abbildungsschicht an den elliptisch geformten Kieferbereich anzupassen [14, 60]. Abbildung 1: Umlaufbahn eines Orthopantomogramms um die drei Rotationszentren (A, B, C) [61] Mit freundlicher Genehmigung durch den Thieme Verlag Das Prinzip beruht darauf, dass alle Strukturen scharf abgebildet werden, die vom Strahlenbündel mit der gleichen Geschwindigkeit erfasst werden [14]. Die Schichtdicke beträgt im Frontzahnbereich etwa 0,9 cm und im Seitenzahnbereich etwa 2,8 cm [14]. Strukturen, die vor oder hinter der jeweils abgebildeten Schicht liegen und mit höherer oder niedriger Geschwindigkeit durchlaufen werden, verursachen Unschärfe und Verwischung [14]. Die Aufnahmetechnik bedingt, dass die Bildqualität durch Überlagerungseffekte negativ beeinflusst wird und keine präzise Abbildung der realen klinischen Situation möglich ist [49]. Die Aussagekraft ist demzufolge limitiert. Ein weiteres Problem ist die technisch begründete Ungenauigkeit in der Größenwiedergabe, bedingt durch einen Vergrößerungsfaktor zwischen 1,2 und 1,5 [61]. Demgegenüber steht die überlagerungsfreie dreidimensionale Darstellung mittels Computertomographie (CT) oder digitaler Volumentomographie (DVT).

15 Einleitung 10 Abbildung 2: Orthopantomogramm aus der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der MHH Die Computertomographie profitiert durch ein eng eingegrenztes Strahlenbündel von der Rotationsbewegung von Röntgenröhre und Detektoren um den Körper. Auf diese Art und Weise werden mittels eines fächerförmigen Röntgenstrahls alle Strukturen als Querschnitt abgebildet [59]. Da sich der Patient während der Aufnahme im CT in Rückenlage befindet und in Schichtdicken von 1,0 mm untersucht wird, entsteht ein primär transversales (axiales) Schnittbild. Aus diesen Daten können die sagittale und koronale Ebene in Schichtdicken von 2,0 bis 4,0 mm rekonstruiert werden [40]. Durch die kontinuierliche Bewegung des Patienten im Zentrum der Röhre, kommt es zu einer spiralförmigen Umlaufbahn der Röntgenstrahlen. Neben einer lückenlosen Errechnung von dünneren Schichten verkürzt der Spiralmodus zudem die Untersuchungszeit. Abbildung 3: Spiralförmige Umlaufbahn eines Computertomogramms bei kontinuierlichem Tischvorschub [59] Mit freundlicher Genehmigung durch Elsevier GmbH, Urban&Fischer Verlag Insgesamt steigert die Schnittbilddiagnostik in allen drei Raumebenen und die daraus rekonstruierbare dreidimensionale Darstellung in Verbindung mit hohem Auflösungsvermögen die Bedeutung der CT gegenüber der OPT [59].

16 Einleitung 11 Abbildung 4: Computertomogramm aus der Medizinischen Hochschule Hannover Hohes Ansehen erlangte die Digitale Volumentomographie seit ihrer Einführung in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde im Jahr 1998 [61]. Ein rotierendes kegelförmiges Strahlenbündel erzeugt 360 Durchleuchtungsaufnahmen. Aus diesen wird das primäre Schnittbild, die axiale Schicht, rekonstruiert [58]. Sie bildet die Grundlage für die weitere computergestützte Rekonstruktion in der koronaren und sagittalen Ebene, um wie auch beim CT eine frei drehbare 3D-Darstellung zu erhalten. Abbildung 5: Kegelförmiges Strahlenbündel eines Digitalen Volumentomogramms [61] Mit freundlicher Genehmigung durch den Thieme Verlag Die DVT wird als diagnostisches Hilfsmittel immer attraktiver. Grund dafür ist die im Vergleich zur CT geringere Strahlenexposition bei nahezu gleichwertiger Aussagekraft. Die Strahlenexposition ist vom Gerät abhängig, sodass der Mittelwert der effektiven Dosis mit einer großen Standardabweichung behaftet ist. Der Leitlinie für Dentale Volumentomographie der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) sind die aktuellen Werte zu entnehmen [10]. So beträgt die mittlere effektive Dosis bei der herkömmlichen CT 788+/- 334 μsv und kann durch die Anwendung der DVT auf 221+/- 275 μsv reduziert werden.

17 Einleitung 12 Während metallische zahnärztliche Restaurationen, Osteosynthesematerialien oder Implantate Aufhärtungsartefakte (Scatters) im CT verursachen und somit den Informationsgehalt maßgeblich einschränken, treten diese unerwünschten Effekte beim DVT nur in geringem Maße auf [58]. Die Indikationen der DVT entsprechen denen der CT. In den Bereichen Implantologie und Traumatologie sind dreidimensionale Bildmedien für die präund postoperative Diagnostik von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglichen eine Aussage über das Knochenangebot und die Lage wichtiger anatomischer Strukturen vor Implantationen, die Detektion von Raumforderungen im Knochen sowie die Planung von umfangreichen Eingriffen in der Fehlbildungs- und Rekonstruktionschirurgie [61]. Abbildung 6: Digitales Volumentomogramm aus der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der MHH Auf dem Gebiet der Zystendiagnostik sind die dreidimensionalen Bildmedien insofern ein wichtiges Hilfsmittel [72], da die Betrachtung der zystischen Raumforderung in allen drei Raumachsen (Transversale, Koronare und Sagittale) möglich ist. Insbesondere kann die Nachbarschaft zu anatomisch wichtigen Strukturen studiert werden. Weiterhin kann die größte Ausdehnung der Zyste in allen Ebenen durch Distanzberechnung zweier manuell im CT markierter Punkte bestimmt werden. Diese Abstandsmessung ist im OPT nur zweidimensional möglich und durch den Vergrößerungsfaktor nicht maßstabsgetreu. Erst durch einen definierten Körper zur Referenzmessung können Abstände errechnet werden. Im Hinblick auf die präoperative Planung chirurgischer Eingriffe wird das OPT zu Gunsten

18 Einleitung 13 umfangreicherer Datensätze zunehmend als diagnostisches Hilfsmittel verdrängt. Dennoch wurde die Möglichkeit, die sowohl das CT als auch das DVT durch seine Dreidimensionalität bietet, bisher nicht für Volumenberechnungen von Zysten genutzt. Unter röntgenologischer Betrachtung zeichnen sich Kieferzysten meist durch eine scharf begrenzte Aufhellung aus [45]. Sie ist das Ergebnis einer Verdichtung des Randsaums, die auf progredienten aber langsamen Knochenumbauprozessen beruht. Die Lokalisation der meist rundlich bis ovalen Aufhellung kann einen ersten Hinweis auf die Art der Zyste geben. Schließt sie die Zahnkrone eines retinierten Zahnes ein, liegt der Verdacht einer follikulären Zyste nahe. Eine in das Lumen ragende Wurzelspitze lässt eine radikuläre Zyste vermuten. Auch die genaue Betrachtung des Parodontalspaltes ist ein wichtiges röntgendiagnostisches Mittel. Im Gegensatz zu den radikulären Zysten, bei denen der Parodontalspalt kontinuierlich in die Aufhellung übergeht, bleibt dieser bei den dysgenetischen Pseudozysten bestehen. Weiterhin gibt das konventionelle Röntgenbild Auskunft über die Lagebeziehung der Zyste zu benachbarten Zahnwurzeln. Sie werden vielfach verdrängt, sodass sich die Zahnkronen gegeneinander neigen und nicht selten Wurzelresorptionen entstehen. Die unerlässliche und therapierelevante Beurteilung des umliegenden Gewebes, des Nervkanals und der Kieferhöhle lässt das Orthopantomogramm jedoch nicht ausreichend zu. Bei Kieferzysten von erheblicher Größe, deren Ausdehnung in die Kieferhöhle reicht oder die den Nervkanal aus ihrer physiologischen Lage verdrängt haben, sind aussagekräftigere Computertomographien oder digitale Volumentomographien indiziert. 1.8 Therapie von Kieferzysten Durch die Tatsache, dass Zysten durch progredientes Wachstum das umgebende Gewebe durch Druckatrophie, Resorption oder Verdrängung schädigen kann [46] und bei starker Ausprägung das Risiko einer pathologischen Kieferfraktur besteht [44], ist die chirurgische Behandlung das Mittel der Wahl [62].

19 Einleitung 14 Ziele einer jeden Zystenbehandlung sind: Vollständige Ausheilung der Erkrankung Weitgehende Schonung bzw. Wiederherstellung umliegender Gewebe Differentialdiagnostische Abgrenzung anderer Kiefererkrankungen durch histologische Diagnosesicherung Unabhängig von der Behandlungsmethode ist das Restitutio ad integrum wünschenswert. Das heißt, dass die vollständige Regeneration des Knochens mit anschließend uneingeschränkter Funktion angestrebt wird. Die chirurgische Behandlung sollte unter sorgfältiger Schonung des N. alveolaris inferior sowie des N. lingualis durchgeführt werden, um dauerhafte Sensibilitätsstörungen zu verhindern. Sind die knöchernen Defekte ausgedehnter oder besteht sogar Frakturgefahr, können Stabilisierungsmaßnahmen das Risiko mindern. Möglich ist das Einbringen von körpereigenem Knochen, eventuell in Kombination mit Osteosyntheseplatten. Die Basis der Therapien bilden auch heute noch die Operationsverfahren nach Partsch I und Partsch II Zystostomie (Partsch I) Die primäre Intention der Zystostomie nach Partsch I [47], die bereits 1892 beschrieben wurde, liegt in der Schonung anatomischer Nachbarstrukturen. Durch Fensterung der Zyste wird sie zu einer Nebenbucht der Mundhöhle gemacht. Nach Eröffnung findet eine sofortige Druckentlastung statt, wobei der eigentliche Zystenbalg in-situ verbleibt. Das Zystenlumen wird zunächst tamponiert, bis die primäre Wundheilung abgeschlossen ist. Es folgt eine offene Nachbehandlung mithilfe eines Obturators, dessen größte Zirkumferenz nach und nach reduziert wird [27]. Dieser verhindert den erneuten Verschluss des Lumens. Auf diese Weise kommt es zu einer appositionellen, knöchernen

20 Einleitung 15 Regeneration der Zystenhöhle. Ziel ist die Metaplasie des Zystenepithels in unverhorntes Plattenepithel der Mundhöhle. Die Zystostomie ist ein übersichtlicher und insbesondere gewebeschonender chirurgischer Eingriff. Der Verbleib des Zystenbalges bedeutet einen gleichzeitigen Schutz für angrenzende anatomische Strukturen. Dieses Verfahren findet vor allem bei größeren Zysten Anwendung, um das Risiko von Zahn- und Nervschädigungen zu minimieren. Für Patienten mit höherem Lebensalter oder solche, die unter vielfältigen allgemeinmedizinischen Problemen leiden, kann dieses Verfahren von Vorteil sein. Nachteilig hingegen ist die lange Nachbehandlungszeit, wobei im Erwachsenenalter auch keine vollständige knöcherne Defektfüllung zu erwarten ist [46]. Möglicherweise verbleibt eine Einsenkung im ehemaligen Bereich der Zyste, die sich durch Schleimhaut- oder Muskulaturüberlappungen wieder schließen könnte [62]. Somit ist das Risiko eines Rezidivs enorm erhöht. Ein weiteres Problem stellt die Probenentnahme dar. Dadurch, dass ein Großteil des Zystenbalges in situ verbleibt, steht nur ein kleiner Teil für die pathohistologische Untersuchung zur Verfügung [62], woraus falsche Ergebnisse resultieren können Zystektomie (Partsch II) Nachdem 1892 die Zystostomie erstmalig beschrieben wurde, folgte im Jahr 1910 ein weiteres Verfahren von Carl Partsch zur Behandlung von Zysten. Das Prinzip der Zystektomie nach Partsch II [48] liegt in der vollständigen Entfernung der Zyste samt Zystenbalg und hat die knöcherne Regeneration des ehemaligen Zystenlumens zum Ziel. Um den Kieferknochen nicht unnötig zu schwächen, sollte der Zugang möglichst klein gehalten werden. Dennoch sollte eine gründliche Enukleation des Zystenbalges gewährleistet sein. Dabei besteht die Forderung, diesen als Ganzes zu exstirpieren, um die Operation durch einen perforierten, erschlafften Zystenbalg nicht zu erschweren.

21 Einleitung 16 Durch das Einbluten in die Zystenhöhle entsteht ein Blutkoagulum, über das es zunächst zu einer bindegewebigen, im Folgenden zu einer knöchernen Regeneration kommt. Bei größeren Zysten mit einem Durchmesser von mehr als 2 cm [45, 62] erhöht sich jedoch das Risiko einer sekundären Infektion, sodass Partsch diesen Eingriff nur für kleinere Zysten empfiehlt. Durch Retraktion verliert das Koagulum den Wandkontakt und lässt einen infektionsgefährdeten serösen Randspalt [46] entstehen. Die Folge wäre eine Entfernung des Hämatoms mit offener Nachbehandlung im Sinne einer Zystostomie. Die Transformation des zuvor exstirpierten Zystenepithels ist dann jedoch nicht mehr möglich. Durch die autogene Spongiosaplastik oder dem Einsatz von allogenem, xenogenem oder alloplastischem Material kann diese Komplikation vermieden werden. Weiterhin muss die Zystektomie unter strenger Beachtung anatomischer Strukturen durchgeführt werden, da Nervschädigungen den Patienten dauerhaft beeinträchtigen können und die Gefahr der Kiefer- oder Nasenhöhleneröffnung besteht. Wesentlicher Vorteil gegenüber der Zystostomie ist die verkürzte Behandlungszeit, die sich in erster Linie auf die primäre Wundheilung von acht bis zehn Tagen beschränkt [46]. Zudem steht für die histologische Untersuchung die komplette Zyste zur vollständigen Aufarbeitung zur Verfügung. Nicht zuletzt die Minimierung der Rezidivgefahr macht die Zystektomie mehr und mehr zur Therapie der Wahl [23] bei den meisten Zystenformen. Die ossäre Regeneration ist langwierig und nimmt selbst bei jungen Patienten in etwa zwei Jahre in Anspruch. Die maximale Neubildungsrate von 64% wird zwischen dem siebten und neunten Monat erwartet [27, 57]. In Abhängigkeit vom Volumen des Defizits, den individuellen Leistungen der Füllmaterialien und den spezifischen regenerativen Eigenschaften von Ober- und Unterkiefer kann die knöcherne Restitution großer Zystenhöhlen auch bis zu fünf Jahre dauern [68]. Während eine schnellere Osteoneogenese im lateralen Unterkiefer und Unterkieferast beschrieben wird, stellt man im anterioren Oberkiefer die ungünstigste Regeneration fest [29]. Vermutlich sind morphologische Gegebenheiten der Zyste Grund für diese Ungleichmäßigkeit. Denn während die

22 Einleitung 17 ausgeprägte Kompakta des Unterkieferkörpers eher elliptische Zystenformen ermöglicht, entsteht eine im Vergleich zum Volumen relativ große Oberfläche. Die breite Kontaktfläche bietet ein gutes Revaskularisierungsvermögen und stellt den Ausgang einer raschen knöchernen Defektheilung dar. 1.9 Untersuchte Zystenarten Die nähere Erläuterung von Kieferzysten beschränkt sich auf die drei in dieser Studie analysierten und prozentual am häufigsten vorkommenden Zysten: Radikuläre Zyste Mit einem Anteil von 52,3% [46] ist sie die am häufigsten diagnostizierte Zystenart des Kieferknochens [27]. Davon entwickeln sich in etwa 60% der radikulären Zysten im Oberkiefer, wobei der anteriore Kieferabschnitt als Prädilektionsstelle gilt. Sie kann sich in jedem Alter entwickeln [4], wobei die höchste Inzidenz Ihres Auftretens zwischen dem dritten und sechsten Lebensdezennium [46] liegt. Ausgang ist eine Pulpitis mit folgender Pulpanekrose oder Pulpengangrän, die durch Entzündungsmediatoren zu einer Stimulation verbliebender Malassez-Epithelreste im Parodontalspalt führt. Es manifestiert sich eine chronische apikale Parodontitis (apikales Granulom), die Vorstufe der radikulären Zyste [46]. Diese kann in Kontakt mit dem Foramen apikale (apikale Zyste) oder mit lateralen Seitenkanälen (laterale Zyste) stehen. Als Zeichen der Entzündung liegt in mitten der Zyste chronisch-entzündliches Infiltrat vor, sodass sich bei Eröffnung dieser ein gelblich-rahmiger Inhalt entleert [46]. Der Zystenbalg kann eine Dicke von bis zu 0,5 cm annehmen. Er besteht aus der subepithelialen Zone, der mehrschichtig unverhornten epithelialen Zystenwand sowie einer kollagenfaserreichen Bindegewebskapsel [27, 46].

23 Einleitung 18 Radiologisch ist das apikale Granulom differentialdiagnostisch nicht von einer radikulären Zyste zu unterscheiden. Die periapikale Aufhellung stellt sich als rundlich und scharf begrenzt dar, wobei der schuldige pulpentote Zahn in das zumeist einkammrige Lumen hineinragt. Wenn ihr Durchmesser radiologisch weniger als 6 bis 8 Millimeter beträgt und die bereits betroffene Läsionsfläche kleiner als 2 cm² ist, kann noch von einer chronischen apikalen Parodontitis ausgegangen werden [46]. In diesem Stadium ist die konservative endodontische Behandlung des verursachenden Zahnes unter Einhaltung engmaschiger Kontrollen indiziert. Eine spätere Wurzelspitzenresektion kann ebenso notwendig sein wie die Extraktion eines nicht erhaltungswürdigen Zahnes. Ein Ausbleiben der knöchernen Regeneration ist ein Zeichen des Misserfolges dieses konservativen Therapieversuches und fordert zugleich die chirurgische invasive Entfernung der Zyste. Die alleinige Entfernung des schuldigen Zahnes ist keine Therapiemöglichkeit. Das verbleibende, nun als radikuläre Residualzyste bezeichnete, pathologische Hohlgebilde [46] kann Ausgang für dysplastische Veränderungen bis hin zum intraössären Karzinom sein [30] Follikuläre Zyste Die follikuläre Zyste gehört laut WHO-Klassifikation zu den odontogenen entwicklungsbedingten Kieferzysten. Ihre Inzidenz liegt mit 16,6% an zweiter Stelle der Häufigkeitsverteilung. Retinierte und verlagerte Zähne stellen eine Disposition für die Entstehung dieser Zystenart dar. Sie entwickeln sich aufgrund einer Dysgenese des Schmelzorgans aus innerem und äußerem Schmelzepithel, wobei dieses mit dem Zystenbalg an der Schmelz-Zement-Grenze inseriert [27]. Ursächlich für ihre Genese sind entwicklungsgestörte Zahnkeime, deren physiologischer Zahndurchbruch aufgrund von Retention und Verlagerung gehindert ist [27, 46]. Auch genetische Faktoren werden in Betracht gezogen, da bestimmte Syndrome wie Dysostosis cleidocranialis, Klippel-Feil-Syndrom, Cherubismus sowie das Hunter-Syndrom mit vermehrtem Auftreten von follikulären Zysten assoziiert sind [27]. Weiterhin wird

24 Einleitung 19 diskutiert, ob eine zystische Umwandlung der retikulierten Schmelzpulpa, die eine Hypoplasie des Schmelzes hervorruft, Ursache für die Entwicklung sein kann. Die Ätiologie follikulärer Zysten lässt aber auch entzündliche Vorgänge vermuten, die eine Stimulation der Zellen des Zahnsäckchens provozieren [27]. Die follikuläre Zyste tritt mehrheitlich zwischen der 2. bis 4. Lebensdekade [27, 46, 62] auf, wobei das männliche Geschlecht mit einem Verhältnis von 1,5 zu 1 häufiger betroffen ist [27, 70]. Die Inzidenz überwiegt im Unterkiefer. Dort sind es vor allem die Weisheitszähne, die follikuläre Zysten mit großen Ausdehnungen bis in den aufsteigenden Unterkieferast aufweisen können. Bevorzugt betroffene Zähne sind weiterhin die Eckzähne beider Kiefer, gefolgt von den dritten Molaren des Oberkiefers. Die follikuläre Zyste umschließt die Zahnkrone meist haubenförmig. Deshalb wird sie als zentraler (perikoronarer) Typ bezeichnet. Ebenso ist eine Lokalisation lateral, periradikulär [27] oder zirkulär [79] möglich. Der charakteristische, histologische Aufbau weist einen lockeren, kollagenfaserarmen Zystenbalg sowie zweischichtiges unverhorntes Plattenepithel auf. Da auch Epithelproliferationen im auskleidenden Epithel entzündeter follikulärer Zysten beobachtet werden, ist die Angabe über die Lokalisation der Zyste für den Pathologen zum Ausschluss einer sich ähnlich darstellenden radikulären Zyste äußerst wichtig [27]. Röntgenologisch erwecken sie nur dann eindeutig Verdacht, wenn sie als scharf begrenzte, meist einkammrige, perikoronare Aufhellung an retinierten Weisheitszähnen oder verlagerten Zähnen imponieren. Das Vorkommen anderer Lagetypen der follikulären Zysten erschwert die radiologische Befundung, sodass die endgültige Diagnose immer das Resultat aus pathohistologischer Untersuchung und klinischen Aspekten ist. Damit Zahnfollikel nicht fälschlicherweise als follikuläre Zyste chirurgisch entfernt werden, sorgte Pindborg 1974 [51] für eine einheitliche Regelung. Demzufolge handelt es sich nur dann um eine follikuläre Zyste, wenn die Distanz zwischen Zystenwand und Krone ein Maß von 2,5 mm überschreitet.

25 Einleitung Keratozystisch odontogener Tumor (Keratozyste) Bis zum Jahr 2005 wurde der keratozystisch odontogene Tumor (KZOT) als Keratozyste bezeichnet und laut WHO als odontogene entwicklungsbedingte Zyste klassifiziert. Diese Benennung wurde seit Einführung von Philipsen im Jahr 1956 [27] bis vor wenigen Jahren in der Literatur geführt. Die besonderen, mit keinen anderen Zysten vergleichbaren Eigenschaften gaben Anlass, die ehemalige Keratozyste von nun an als echten Tumor zu betrachten. Außerordentlich langsames aber lokal aggressives Wachstum zeichnen sie aus [27, 46]. Ihre Invasivität und hohe Neigung zu Rezidiven [50], die je nach Radikalität der Operation zwischen 2 bis 63% [46, 71] angegeben wird, erklärt die Umbenennung und die Neueinteilung in die Gruppe der benignen odontogenen Tumoren im Jahr 2005 [3]. Parallel dazu besteht die mehrfach revidierte WHO-Klassifikation von 1992 [37] fort, sodass die Keratozyste weiterhin als entwicklungsbedingte odontogene Zyste aufgeführt ist. Aufgrund der Gültigkeit von beiden internationalen Einteilungen werden die Begriffe keratozystisch odontogener Tumor und Keratozyste in dieser Arbeit synonym verwendet. Schließlich ist der Begriff der Keratozyste auch heute noch in klinischem Gebrauch. Die enorm erhöhte Rezidivrate im Vergleich zu anderen Kieferzysten liegt an der Fähigkeit, Mikrozysten auszubilden. Zellstränge aus dem auskleidenden Epithel wachsen in die umliegende Spongiosa und bilden dort sogenannte Satellitenzysten (Tochterzysten). Sie erschweren die vollständige Entfernung erheblich und sorgen auch noch nach 10 Jahren für wiederkehrende keratozystisch odontogene Tumoren. Nur engmaschige regelmäßige Kontrollen können Rezidive, die sich zumeist in den ersten fünf Jahren nach der Operation manifestieren [27, 28], frühzeitig entdecken. Da Keratozysten auch zu Plattenepithelkarzinomen entarten können [70], sind die Routineuntersuchungen von großer Wichtigkeit und werden empfohlen [75]. Der Häufigkeitsgipfel von Keratozysten findet sich zwischen dem 20. und 30. Lebensjahr [32]. Auch hier erkranken Männer öfter als Frauen [46, 62]. Weiterhin ist der Unterkiefer

26 Einleitung 21 dreimal so häufig betroffen wie der Oberkiefer, wobei Kieferwinkel und Molarenregion Prädilektionsstellen sind [27, 46, 62]. Vermehrt multilokuläres Auftreten sowie intrakavitäre Septierungen stellen besondere Merkmale von Keratozysten dar. Hieraus resultiert röntgenologisch eine mehrkammrige, girlandenförmige, wolkig imponierende Aufhellung. Als Zeichen der Lumenerweiterung durch das Wachstum von Tochterzysten in der Peripherie ist häufig keine glatte Begrenzung ersichtlich. Im Gegensatz zu radikulären und follikulären Zysten lassen osteolytische Prozesse unscharfe Ränder entstehen, die auch auf ein tumoröses Geschehen hindeuten können [27]. Gerade bei dieser aggressiven Zystenart, die durch die Ausbildung von Tocherzysten in den Weichteilen weiter wachsen kann [27], hat die histopathologische Aufarbeitung nach obligater Entfernung einen besonderen Stellenwert zur Diagnosesicherung [47]. Keratozystisch odontogene Tumoren zeichnen sich durch mehrschichtig verhorntes Plattenepithel aus. Es werden drei Unterklassen differenziert. Histologische Subtypen der Keratozyste [46]: I: flaches, bis zu sechsschichtiges Epithel mit Para- oder Orthokeratose II: breiteres, bis zu achtschichtiges Epithel mit Para- und Hyperparakeratose III: nur teilweise den Kriterien der Keratozyste entsprechend, aber keiner anderen Zystenart zuzuordnen Durch die Ausbildung von Satellitenzysten nimmt der keratozystisch odontogene Tumor eine Sonderstellung ein. Dies erklärt gleichermaßen die Fülle an Behandlungsmaßnahmen bei fehlendem einheitlichem Therapiekonzept [27]. Die Zystektomie ist in jedem Fall der Zystostomie vorzuziehen, die mit Rezidivraten von 38 bis 90% [46] unter Belassen des Zystenbalges keinen Erfolg erzielt. Um mit größerer Wahrscheinlichkeit potentielle Mikrozysten zu entfernen, können Radikaloperationen in Betracht kommen. Da sie für den Patienten aber mit außerordentlich funktionellen und ästhetischen Einschränkungen

27 Einleitung 22 einhergehen und aufwändige plastische Rekonstruktionen verlangen, sollte auf diese Methode möglichst verzichtet werden [27]. Eine konservative Variante bietet das zusätzliche Ausfräsen der Zystenkavität nach Zystektomie. Das Anfrischen des Knochens hat die Entfernung von Mikrozysten zum Ziel. Gegenstand der Therapiekonzepte ist zudem die Zystektomie mit adjuvanter Anwendung der Carnoy-Lösung, die durch Voorsmit und Stoelinga [84, 85] postuliert wurde. Das Gemisch aus 1 ml Eisenchlorid, 1 ml Eisessigsäure, 3 ml Chloroform und 6 ml Alkohol erreicht eine intraoperative Gewebefixierung und erleichtert die Exkochleation der braun eingefärbten Gewebereste. Durch gesunkene Rezidivraten auf 1 bis 8,7% [7] erscheint diese Methode attraktiv. Jedoch findet dieses Verfahren aufgrund einer nachgewiesenen neurotoxischen Wirkung der Substanz kaum noch Anwendung [26]. Multiple keratozystisch odontogene Tumore können auch Ausdruck des Gorlin-Goltz- Syndroms sein [4]. Diese auch als Basalzellnävussyndrom bezeichnete autosomal-dominant vererbbare Krankheit äußert sich durch multilokuläre Keratozysten in Verbindung mit zahlreichen Basaliomen und ist mit Anomalien des Skeletts vergesellschaftet [24] Knochenaugmentationsmaterialien Schon Partsch hatte festgestellt, dass die Heilung von Zystenhöhlen über das Blutkoagulum in der Regel komplikationslos verlaufen kann, wenn der Durchmesser nicht größer als 2 cm ist [48]. Bei Zysten größerer Ausdehnung besteht die Gefahr der sekundären Infektion. Das Blutkoagulum verliert als Folge der Retraktion und dem damit verbundenem Abreißen der Fibrinfäden den Wandkontakt [45, 67] und lässt einen Randspalt entstehen, der mit ausgespresstem serösen Exsudat gefüllt ist. Eine Einwanderung von Mesenchymzellen zur Bildung der Kapillaren ist behindert und stört die Regeneration. Aus diesem Grund werden bei größeren Zysten verschiedene Füllstoffe hinzugezogen. Für die Defektfüllung werden bevorzugt körpereigene Knochentransplantate genutzt sowie verschiedene Knochenersatzmaterialien (KEM).

28 Einleitung Autogene Knochentransplantate (Autograft) Nach wie vor ist die Transplantation von körpereigenem Knochen als Goldstandard [69] anzusehen. Aufgrund dessen, dass Spender und Empfänger identisch sind, geht keine Gefahr von infizierten Ersatzmaterialien oder immunologisch bedingten Abstoßungsreaktionen aus. Die Voraussetzung einer vollständigen Integration ist durch die osteoinduktiven und osteokonduktiven Eigenschaften des autogenen Transplantats gegeben [63]. Die Einheilung durchläuft mehrere Phasen vom Prozess der Resorption bis hin zum schrittweisen Neuaufbau des Knochens. Zunächst sorgen die im Transplantat überlebenden Osteoblasten für den Beginn der Osteoneogenese. Durch das osteokonduktive Vermögen dient das autologe Transplantat als Leitschiene für Osteoklasten aus einsprossenden Gefäßen. Während das Füllmaterial sukzessive abgebaut wird, produzieren Osteoblasten neues Knochenmaterial. Sie haben sich unter dem Einfluss von wachstumsinduzierenden Proteinen (BMP= bone morphogenetic protein) aus pluripotenten Mesenchymzellen differenziert. Letztlich wird der frei transplantierte Knochen unter Belastung auch funktionell durch Umwandlung von Geflecht- zu Lamellenknochen integriert. Somit wird das körpereigene Transplantat im Laufe der Einheilung einmal vollständig umgesetzt [63]. Trotz des zum Teil notwendigen Zweiteingriffs zur Entnahme von autogenem Knochen aus operationsfernem Gebiet überwiegen die Vorteile dieser Möglichkeit zur Defektfüllung von Knochenhöhlen und macht sie zur idealen Transplantatform. Abhängig von dem benötigten Knochenvolumen muss die Entnahmestelle individuell gewählt werden. Lokoregional kann etwa 1 cm³ Knochen [83] gewonnen werden. Zur Verfügung steht der aufsteigende Unterkieferast, die Kinnregion, der Tuberbereich, die Spina nasalis anterior sowie die Crista zygomaticoalveolaris. Größere Knochenmengen bieten nur extraorale Spenderregionen wie z.b. der Tibiakopf oder die Beckenkammschaufel. Prinzipiell unterscheidet man drei verschiedene Formen der Transplantate: Kompakta-, Spongiosa- oder kortikospongiöse Transplantate. Während Kortikalistransplantate eine ausgezeichnete Fixation von Osteosynthesematerialien ermöglichen, bieten

29 Einleitung 24 Spongiosatransplantate eine größere Oberfläche [69]. Ein großflächiger Kontakt zum ortständigen Knochen erzielt eine schnelle Revaskularisierung und somit eine zügige Einheilung. Durch den Einsatz von Knochenmühlen kann dieser Vorteil auch bei kortikalen Knochentransplantaten genutzt werden. Die Defektfüllung von Zystenhöhlen basiert vornehmlich auf der spongiösen Osteoplastik. Das poröse Material kann der individuellen Kavität entsprechend geformt und eingebracht werden. Während intraoral mittels Knochenschabern kortikospongiöse Knochenspäne gesammelt werden kann, stehen für die Gewinnung von Spongiosa aus dem Beckenkamm Knochenstanzen zur Verfügung. In der Literatur sind folgende ideale Eigenschaften von Knochenersatzmaterialien als wünschenswert beschrieben: Osteoinduktion, Osteokonduktion, Biokompatibilität, Porosität, Resorbierbarkeit, Belastungsstabilität, Formbarkeit, Sterilität sowie stabile, langfristige Integration von Implantaten [56]. Zurzeit vereint kein Knochenersatzmaterial so viele Fähigkeiten auf sich wie der körpereigene Knochen. Autogene Knochentransplantate sind somit bei gegebenen Voraussetzungen das Material der ersten Wahl [69]. In der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover ist sie ausschließlich Methode der Wahl. Alle Patienten dieser Studie haben körpereigenen Knochen erhalten Fragestellungen In der Literatur steht häufig beschrieben, dass es sinnvoll ist, große Kieferzysten mit Knochenmaterial zu versorgen. Eine genaue Definition der großen Zyste gibt es jedoch nicht. In dieser Studie wird dargelegt, wie die Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover diese Frage klinisch handhabt und ab welchem Volumen körpereigener Knochen in das Zystenlumen eingebracht wurde. Die intraoperativ gefällte Entscheidung für oder gegen eine autogene Osteoplastik galt dabei als

30 Einleitung 25 Goldstandard, sodass sich eine retrospektive Analyse der betroffenen Patienten ergab. Die Volumenbestimmung fand auf zwei verschiedenen Wegen Computer-assistiert statt. Anhand der zu Grunde liegenden Informationen werden Fragen in den folgenden zwei Bereichen beantwortet: I Methodenvergleich: Wie groß sind die Übereinstimmungen der Messergebnisse aus Methode 1 und Methode 2? Welche Methode ist für den klinischen Alltag in Bezug auf Anwendbarkeit, zeitlichem Aufwand und Benutzerfreundlichkeit besser geeignet? Ist es sinnvoll, die Volumenbestimmung von Zysten in die präoperative Diagnostik aufzunehmen? Welche weiteren Informationen kann die Software neben der Volumenberechnung noch liefern und wie können diese genutzt werden? II Zystenvolumen und Defektfüllung: Gibt es eine Korrelation zwischen Zystenvolumen und Defektfüllung mit körpereigenem Knochen? Ab welchem Volumen hat sich eine Zystektomie mit anschließender autogener Osteoplastik in der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover bewährt, sodass diese Vorgehensweise empfohlen werden kann? Gibt es eine Abhängigkeit zwischen autogener Osteoplastik von Zystenhöhlen und dem Alter oder Geschlecht des Patienten? Wird eine der untersuchten Zystenarten nach chirurgischer Entfernung besonders häufig mit Knochenmaterial versorgt?

31 Material und Methode 26 2 Material und Methode 2.1 Patientenauswahl Das Kollektiv der vorliegenden Arbeit bestand aus 88 Patienten, die an einer radikulären Zyste, einer follikulären Zyste oder an einem keratozystisch odontogenen Tumor im Unterkiefer erkrankten. Die Zysten wurden in dem Zeitraum von 2004 bis 2011 durch Zystektomie entfernt. Mit dem Ziel der ossären Regeneration wurden die Zystenhöhlen entweder mit körpereigenem Knochen aufgefüllt, welcher von intraoral oder aus dem Beckenkamm gewonnen wurde, oder es wurde eine Knochenheilung über das Blutkoagulum angestrebt - sowohl mit als auch ohne Kollageneinlage. Um vergleichbare Ergebnisse zu erlangen, beschränkte sich die Volumenberechnung der Zysten auf einen Kiefer. Im Hinblick auf die Häufigkeitsverteilung von Kieferzysten wurde der primäre Datensatz auf die prozentual am zahlreichsten vorkommenden Zystenarten reduziert. Somit wurden nur die radikulären und follikulären Zysten sowie die Keratozysten erfasst und vermessen. Ein entscheidendes Auswahlkriterium war das Vorliegen einer qualitativ guten, dreidimensionalen Bildgebung in Form einer CT oder DVT. Von Interesse waren weiterhin folgende Angaben: Geburtsdatum, Operationsdatum, Geschlecht, Art der Zyste, Rezidiv, Region des Auftretens, Zystentherapie, intraoperatives Vorgehen in Bezug auf eine Defektfüllung mit autogenem Knochen. Es wird für die Studie nur bis auf das Jahr 2004 zurückgeblickt, weil die Daten der zuvor aufgenommenen Patienten bereits in Archiven gesichert sind, auf die nicht ohne weiteres zurückgegriffen werden konnte. 2.2 Kohorteneinteilung Aus dem Kollektiv der 88 Patienten hatten 17 Patienten zwei Zysten in der angegebenen Zeitspanne von acht Jahren. Von diesen 17 Patienten hatten neun Patienten zwei Zysten gleichzeitig, sieben der gleichen Art und zwei andersartige. Bei den restlichen acht Patienten

32 Material und Methode 27 traten die beiden Zysten zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf. Diese gehörten jeweils zu der gleichen Zystenart. Der Datensatz wies nur fünf mögliche Rezidive auf. Sie kennzeichneten sich dadurch, dass sie in zeitlichem Abstand in der gleichen Region auftraten und gleicher Art waren. Mit der Vorüberlegung, dass Zweitzysten, unabhängig ob Rezidiv oder nicht Rezidiv, durch regelmäßige klinische und röntgenologische Nachkontrollen vermutlich frühzeitiger erkannt wurden als erstmalig manifestierte Zysten, wurde das Kollektiv in zwei Kohorten aufgeteilt. So konnte man vermuten, dass die Zweitzysten in einem frühen Stadium entdeckt wurden und demzufolge ein kleineres Volumen aufwiesen als Erstzysten, sodass eine Defektfüllung unwahrscheinlich wurde. Die vorliegende Studie evaluierte jedoch nicht vermeintlich große gegen kleine Zysten, sondern überprüft im Allgemeinen, ob eine Korrelation zwischen Zystenvolumen und Defektfüllung vorliegt. Die Einteilung der beiden Kohorten in Erst- und Zweitzyste wurde deshalb wie folgt gewählt: Erstzyste alle Patienten, die nur einmal eine Zyste hatten Zweitzyste alle Patienten, die Zysten zu unterschiedlichen Zeitpunkten hatten und davon die später aufgetretene Zyste zzgl. alle Patienten, die zwei Zysten zu unterschiedlichen Zeitpunkten hatten und davon die zuerst aufgetretene Zyste zzgl. alle Patienten, die zeitgleich zwei Zysten hatten und davon die größere Zyste zzgl. alle Patienten, die zeitgleich zwei Zysten hatten und davon die kleinere Zyste Tabelle 3: Einteilung des Patientenkollektivs Die Patienten, die nur einmal an einer Kieferzyste erkrankten, wurden eindeutig der Gruppe der Erstzysten zugeordnet. Patienten, bei denen sich zwei Zysten zu unterschiedlichen Zeitpunkten entwickelten, wurden ebenfalls eindeutig in Erst- und Zweitzysten unterteilt.

33 Material und Methode 28 Die bereits erwähnten neun Patienten, bei denen zeitgleich zwei Zysten detektiert wurden, ließen sich auf konservative Art und Weise in die beiden Kohorten aufteilen. So wurde die kleinere der beiden Zysten in die Gruppe der Erstzysten aufgenommen. Hintergrund dieser Einteilung war, dass die Kohorte der Erstzysten demzufolge auch geringere Zystenvolumina enthielt. Falls in dieser Gruppe eine Kongruenz in Bezug auf eine autogene Osteoplastik zu erkennen war, traf dieser Zusammenhang mit großer Wahrscheinlichkeit für die größeren Zysten - die zum Teil in die Kohorte der Zweitzysten gehörten - ebenso zu. 2.3 Material Exceltabelle Der Datensatz enthielt letztlich folgende Informationen: Zystenart: Keratozyste (1), Follikuläre Zyste (2), Radikuläre Zyste (3) Geschlecht: männlich (0), weiblich (1) Alter: Alter der Patienten zum Zeitpunkt der Operation Therapie: Knochen ja (1), Knochen nein (2) Kohorte: Erstzyste (1), Zweitzyste (2) Region: entsprechend des Parodontalen Screening Index (PSI) für den Unterkiefer (UK) in den Sextanten S4 - S6. Der PSI bezieht sich eigentlich nur auf die Zähne und das Parodontium. Zur Vereinfachung gehört der jeweilige Knochenabschnitt jedoch mit in die Sextanten. Der aufsteigende UK-Ast sowie der UK-Winkel werden zu den Sextanten des Seitenzahnbereichs S4 bzw. S6 gezählt.

34 Material und Methode 29 Abbildung 7: Einteilung der Sextanten S1-S6 [5] Mit freundlicher Genehmigung durch Dr. med. dent. Wolfgang Bengel Digitaler Workflow der verwendeten Software Die dreidimensionale Volumenbestimmung von Unterkieferzysten fand mithilfe des Computerprogramms iplan Volume (Brainlab, Feldkirchen, Deutschland) [73] statt. Dieses Programm hat sich als Marktführer unter den Navigations- und Planungssoftwares der kraniofazialen Chirurgie etabliert, sodass es einen großen Stellenwert in der Computerassistierten Chirurgie (CAS) [16, 17, 33, 43, 76] einnimmt. Ursprünglich findet die Applikationssoftware iplan, die aus zweidimensionalen Schichten eine 3D-Ansicht rekonstruiert, in der Traumatologie [22], Orbitachirurgie [34, 65, 90], Tumorchirurgie [64] sowie in der Wiederherstellung von kraniofazialen Fehlbildungen Anwendung. Der zugrundeliegende 3D-Volume-rendering-Algorithmus ermöglicht eine einheitliche dreidimensionale Visualisierung des Gesichtsschädels und vermittelt somit eine detailgetreue Wiedergabe der originalen anatomischen Situation. Anhand des virtuellen, aber realitätsnahen Modells werden präoperative Planungen möglich, die den Erhalt vitalen Gewebes und eine formgetreue Rekonstruktion zum Ziel haben.

35 Material und Methode 30 Die Software ermöglicht unter anderem die Markierung von Tumorgrenzen mit den zugehörigen Sicherheitsabständen, um die Resektionsgrenzen festzulegen. Da Zysten röntgenologisch eine ähnliche raumfordernde Struktur aufweisen wie Tumorgewebe, lag die Überlegung nahe, die Software für die Volumenberechnung von Zysten zu nutzen und das Einsatzgebiet somit zu erweitern. Datentransfer Um die Unterkieferzysten des selektierten Patientenkollektivs Computer-gestützt mit dem Programm iplan vermessen zu können, war zunächst ein Datentransfer mit anschließender Umwandlung und Ausrichtung der Datensätze nötig. Die CT-/DVT-Aufnahmen lagen als DICOM-Datensätze (Digital imaging and communication in medicine) vor und wurden aus dem hochschulinternen PACS (Picture archiving and communication system) generiert. Die Umwandlung der DICOM-Datensätze in Softwarekompatible x-brain-formate geschah durch einen Preprocessing-Algorithmus, der darüber hinaus alle transversalen CT-/DVT-Schichten an der Frankfurter Horizontalen (FH) und der Mittelsagittalebene (MS) - der sogenannten FHMS - ausgerichtet hat [54]. Sinn und Zweck des Preprocessing-Algorithmus ist die Übertragung der Datensätze in die Software sowie die Standardisierung der Datensätze, um eine dreidimensionale Betrachtung unter generalisierten Voraussetzungen zu ermöglichen. Zur Sicherung von Quantität und Qualität der CT-/DVT-Datensätze wurde die Schichtmenge auf mindestens 100 und maximal 700 Schichten festgelegt. Die einzelnen Schichten hatten einen Abstand von höchstens 3 mm. Segmentierung Das Zystenvolumen wurde durch die Kennzeichnung der Zystengrenzen in allen drei Raumebenen der CT/DVT errechnet. Ein Segmentierungsalgorithmus ermöglichte die virtuelle Markierung der Zystenform. Das genaue Verfahren zur manuellen Durchführung [54] wird im folgenden Kapitel erläutert.

36 Material und Methode 31 Interpolation Ein Interpolationsalgorithmus gewährleistete, dass die Zyste nicht in jeder einzelnen Schicht der CT/DVT eingezeichnet werden musste. Vielmehr generierte die Software durch diese Funktion automatisch die zwischenliegenden Schichten aus den eingezeichneten Hounsfield-Einheiten (HE). Wenn Knochen durch unpräzises Zeichnen fälschlicherweise als der Zyste zugehörig gekennzeichnet wurde und somit größere HE-Einheiten involviert waren, wirkte sich dieser Fehler demnach auch auf die Interpolation aus. Datenarchivierung Nachdem die Zyste markiert wurde und die Software aus diesen Informationen einen virtuellen Zystenkörper erstellt hatte, erfolgte die Sicherung der Datensätze auf einer lokalen Datenbank. Dafür wurden die x-brain-formate pseudonymisiert, um sie im Folgenden zum Erhalt wissenschaftlicher Arbeit für zehn Jahre aufzubewahren. 2.4 Methoden der Volumenberechnung Die Volumina von 88 Unterkieferzysten wurden Computer-assistiert mit dem Programm iplan Volume (Brainlab, Feldkirchen, Deutschland) berechnet. Damit dieser Studie repräsentative Volumengrößen zu Grunde lagen, wurde jede Zyste beider Kohorten dreimal vermessen. Die wiederholten Messungen ergaben letztlich einen Mittelwert für jede Zyste. Durch einen Methodenvergleich für die Volumenbestimmung sollte die Eigenleistung und Präzision des Computerprogramms evaluiert werden. Somit wurde ein weiterer Messdurchlauf unter Anwendung einer zweiten Vorgehensweise durchgeführt. Auch dieses Verfahren wurde dreimal pro Zyste angewendet. Die drei Einzelmessergebnisse beider Methoden wurden gemittelt, sodass jeweils ein Mittelwert pro Methode resultierte. Die Messgrößen der ersten Methode sind Zwischenergebnisse von Methode 2. Im Nachhinein

37 Material und Methode 32 wurden beide Methoden statistisch analysiert, um zu prüfen, ob die Ergebnisse aus Methode 1 auch gleichzeitig mit einem Genauigkeitsverlust einhergingen Voreinstellungen Vor Beginn der Messung war die Orientierung über die Zyste im Unterkiefer sinnvoll. Dabei sollte die Zyste im Hinblick auf ihre Lokalisation und Ausdehnung begutachtet werden. Insbesondere angrenzende anatomische Nachbarstrukturen wie der Nervkanal oder Zahnwurzeln sollten studiert werden, um einschätzen zu können, inwiefern sie mit der Zyste Verbindung standen. Die Programmoption Overview bietet für den Nutzer die Möglichkeit, sich einen Gesamtüberblick über das CT/DVT zu verschaffen: Feld 1 = Gesamtdarstellung Feld 2 = transversale Ebene Feld 3 = sagittale Ebene Feld 4 = koronare Ebene Abbildung 8: Overview Der Overview besteht aus vier Fenstern. In Feld 1 erscheint das CT/DVT, während in den anderen drei Feldern das Röntgenbild in der transversalen (axialen), sagittalen und koronaren Ebenen dargestellt wird. Es kann auf alle Felder zugegriffen werden. Eine

38 Material und Methode 33 Veränderung des Achsenkreuzes in einem Feld wirkt sich auch auf die anderen Darstellungen aus. Somit konnte jeder Punkt des dreidimensionalen Datensatzes mittels Verschiebung des Achsenkreuzes erreicht werden und ermöglicht so einen präzisen Einblick in die diagnostisch relevante Struktur. In dem ersten Feld können zudem verschiedene Einstellungen ausgewählt werden, um den dreidimensionalen Datensatz zu betrachten. So kann das CT/DVT zum Beispiel knöchern und röntgenologisch dargestellt werden. Dabei lässt sich der Datensatz in alle Richtungen rotieren und erlaubt Einblicke, die keine klinische Untersuchung oder zweidimensionale Bildgebung leisten kann. Die Begutachtung des knöchernen Schädels ist durch die Auswahl Bone oder Bone/Vessels mit und ohne Weichteilsilhouette möglich und veranschaulicht eventuelle Knochendefekte. Jede Situation kann in Form eines Screenshots als Momentaufnahme festgehalten werden. So zeigt folgende Abbildung das über den gesamten Bildschirm vergrößerte DVT in der Bone/Vessels Ansicht. Abbildung 9: Overview Vollansicht von Feld 1 Je nach Lokalisation und Größe können Zysten Knochenauftreibungen und -perforationen verursachen. Bei sorgfältiger Betrachtung der CT/DVT in der skelettalen Ansicht können

39 Material und Methode 34 solche schon vor Einzeichnung der Zyste erkannt werden. Somit vermittelt das virtuelle, frei drehbare Knochenmodell dem Nutzer eine sehr genaue Vorstellung über die tatsächliche klinische Situation, die ihn in der Operation erwarten wird. Durch die Auswahl Radiography erscheint das CT/DVT in der röntgenologischen Ansicht. Diese Darstellung gibt insbesondere Aufschluss über die Beziehung der Kieferzyste zu Zahnwurzeln und dem Nervkanal. Weiterhin kann die Lage der Zyste im Unterkieferkörper beurteilt und mögliche Septierungen erkannt werden. Vor allem noch wenig ausgeprägte Tochterzysten des keratozystisch odontogenen Tumors werden durch Rotation der röntgenologischen Darstellung leichter sichtbar. Es empfiehlt sich, den gesamten Umfang der Kieferzysten einmal in allen drei Ebenen durchzuscrollen, um fragliche Strukturen eindeutig als der Zyste zugehörig oder nicht zugehörig zu identifizieren. Schwierigkeiten können sich dann ergeben, wenn die Zyste den Knochen perforiert und sich weitreichend ins Weichgewebe ausgedehnt hat. Insbesondere das DVT, das eine zuverlässige knöcherne Darstellung bietet, zeigt Schwächen bei der Weichgewebedarstellung. Dies galt es zu berücksichtigen. Nach gründlicher Betrachtung der vorliegenden Zystenhöhle begann ihre Segmentierung. Zunächst wurde unter dem Button new object ein neues Objekt angelegt und benannt. Im Anschluss wurde eine Farbe ausgesucht, in der die Zyste markiert wurde. Verschiedene Voreinstellungen konnten die Segmentierung erleichtern und den Arbeitsaufwand verringern. Je nach Größe der Zyste konnte der Durchmesser des Pinsels individuell gewählt werden. Über den Button Brush wurde seine Funktion aktiviert oder deaktiviert. Letztlich entscheidet der Nutzer subjektiv über die für ihn komfortabelste Einstellung, denn unabhängig von der Stiftgröße werden exakte Messungen erzielt. Unter Auswahl des Buttons Eraser oder durch Halten der rechten Maustaste konnte zusätzlich ein Radiergummi zu Hilfe genommen werden. Der Durchmesser konnte, wie auch die Pinselgröße, stufenlos gewählt werden. Überkonturierte Bereiche konnten somit schnell und einfach entfernt werden. Ein Häckchen im Feld contours entschied darüber, ob die Zystenränder nur als Linie dargestellt werden

40 Material und Methode 35 oder ob die eingegrenzte Fläche vollständig farblich ausgefüllt wird. Als nützlich hat sich die Einzeichnung als Kontur erwiesen. Auf diese Art und Weise kann sehr exakt überprüft werden, ob die Zyste im Randbereich über- oder unterdimensioniert ist. Wenn die Zyste komplett farblich dargestellt ist, kann man nur schlecht den röntgenologisch aufgehellten Bereich der Raumforderung nachverfolgen Messvorgang von Methode 1 und Methode 2 Nach Auswahl aller beliebigen Voreinstellungen begann die Segmentierung der Zyste in der transversalen Schicht mit dem Ziel der Volumenberechnung. Dafür wurde das Fenster 4Views geöffnet und die entsprechende Raumebene eingestellt. Die Aufnahmetechnik der CT/DVT bedingt, dass das primäre Schnittbild immer die axiale Schicht ist, sodass diese Ebene das höchste Auflösungsvermögen aufweist. Die Detektion der Kieferzyste ist demnach in der transversalen Ebene am eindeutigsten, sodass diese Raumachse stets Ausgangspunkt der Messung war. Von in Richtung kaudal-kranial (fußwärts-kopfwärts) kommend, wurde die Schicht eingestellt in der die Zyste erstmals als röntgenologische Aufhellung erschien. Dann wurde sie entlang der Grenze zum Knochen eingezeichnet. Die darauf folgende zweite und dritte Schicht wurden ausgelassen, denn durch die Markierung der Zyste in der vierten Schicht, interpoliert das Computerprogramm die zwischenliegenden Schichten. Danach wurden die nächsten vier Schichten aufgerufen, um auch dort nur die vierte Schicht einzuzeichnen. Dieser Vorgang wurde solange wiederholt bis die Zyste einmal vollständig in den relevanten transversalen Schichten markiert wurde. Dieses Verfahren kennzeichnete Methode 1. In der kommenden Abbildung ist die Option 4Views aufgerufen und zeigt die als Fläche eingezeichnete Zyste über vier transversale Schichten.

41 Material und Methode 36 Abbildung 10: 4Views Im Fenster Plan Content wurde die Zyste letztendlich aus den eingezeichneten Schichten berechnet und das ermittelte Volumen dort in der Einheit cm³ angegeben. 3D-Zystenkörper Volumen in cm³ Abbildung 11: Ausschnitt des Fensters Plan Content

42 Material und Methode 37 Weiterhin erschien die Kieferzyste entweder separat als dreidimensionaler Körper (cyst cloud), der frei rotiert werden konnte oder die markierte Zyste konnte durch Rückkehr zum Overview in das CT/DVT projiziert werden. Durch die beschriebene Art und Weise wurden drei Messungen der Zyste durchgeführt. Alle drei Einzelmessergebnisse wurden im Nachhinein gemittelt, um das unbekannte Volumen so exakt wie möglich zu bestimmen. Die durch Methode 1 bestimmten Volumengrößen waren insofern keine Endergebnisse, da sie nur durch die Einzeichnung in den tranversalen Schichten zustande gekommen sind. Der Nutzer vernachlässigte dabei die sagittale und koronare Ebene und vertraute auf die Interpolation der Software iplan. Um die Eigenleistung des Programms zu prüfen, mussten die Ergebnisse aus Methode 1 mit Volumengrößen verglichen werden, die unter Berücksichtigung aller Raumebenen errechnet wurden. Somit waren die Messgrößen aus Methode 1 Zwischenergebnisse und dienten als Grundlage für die Anwendung von Methode 2. Nachdem die Zyste durch Anwendung von Methode 1 in allen transversalen Schichten markiert und das vorläufige Volumen notiert wurde, begann die Korrektur in den noch fehlenden Raumachsen. Diese Nachbearbeitung kennzeichnete Methode 2 und hatte die exakte Volumenbestimmung der Kieferzyste zum Ziel. Die Option 4Views wurde aufgerufen, um nacheinander die sagittale und koronare Ebene einzustellen. Durch die vorherige Interpolation in der axialen Schicht wurden die farblichen Grenzen der Zyste mit in die anderen Raumebenen übernommen. Sie mussten nun in jeder Schicht überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Nach Wechsel der Ebenen erlischt der Interpolationsalgorithmus, sodass die Kontrolle in jeder einzelnen Schicht der Sagittalen und Koronaren nötig war. Sowohl über- als auch unterkonturierte Grenzen mussten angepasst werden, um folglich exakte Volumengrößen zu erhalten. Unter Plan Content konnte schließlich das Volumen abgerufen werden, das durch die Einzeichnung in allen Ebenen errechnet wurde.

43 Material und Methode Datenverarbeitung und statistisches Vorgehen Die Datenerhebung fand mittels Mircosoft Office Excel 2007 statt. Die sich daran anschließende statistische Verarbeitung der vorliegenden Daten wurde mit den Programmen IBM SPSS Statistics 19 sowie SAS 9.2 durchgeführt. Die der Veranschaulichung dienenden Tabellen und Grafiken wurden ebenfalls in Mircosoft Office Excel 2007 oder IBM SPSS Statistics 19 erstellt. Diese Studie umfasste alle drei Teilbereiche der Statistik. Unter Verwendung der deskriptiven Statistik wurde der Datensatz zunächst beschrieben, zusammengefasst und visualisiert [9]. Durch Nutzung der explorativen Statistik wurden die Daten wiederum nach Auffälligkeiten und Zusammenhängen durchsucht, um aus ihnen Hypothesen aufzustellen [52]. Die induktive Statistik hatte dahingegen die Aufgabe, Hypothesen zu testen und Parameter zu schätzen, um von einer Stichprobe auf die Eigenschaften einer Grundgesamtheit schließen zu können. Für alle folgenden statistischen Vorgehensweisen wurde das Patientenkollektiv in seine beiden Untergruppen nach Erst- und Zweitzysten aufgeteilt. Dies gewährleistete, dass auch die Patienten, die zweimal an einer Zyste erkrankten, nur einmal als Fall unter den Merkmalen Alter und Geschlecht auftraten Deskriptive Statistik Um zunächst einen Überblick über das untersuchte Patientengut zu bekommen, wurde die Häufigkeitsverteilung in beiden Kohorten betrachtet. Es wurden sowohl in der Gruppe der Erstzysten als auch in der Gruppe der Zweitzysten alle kategoriellen Variablen in absoluten und relativen Häufigkeiten angegeben. Somit wurden die nominalskalierten Merkmale Zystenart, Geschlecht, Alter, Region und Knochen dargestellt. Entsprechend der höchsten Inzidenz des Auftretens von Zysten zwischen dem zweiten und fünften Lebensdezennium, enthielt der Datensatz nur wenige Fälle von Kindern bis zum

44 Material und Methode Lebensjahr. Um dennoch gleichstarke Gruppierungen zu erhalten, wurde das Alter durch Berechnung der Quartile in vier Kategorien aufgeteilt. Im Folgenden wurde nicht nur nach Erst- und Zweitzysten unterteilt, sondern weiterhin wurden die absoluten und relativen Häufigkeiten unter den einzelnen Zystenarten für die nominalskalierten Merkmale Geschlecht, Region, Knochen und Alter erfasst. Über die Häufigkeiten sollte die Repräsentanz des Kollektivs überprüft werden Auswertende Statistik Im Hinblick auf die beiden Hauptthematiken I: Methodenvergleich und II: Zystenvolumen und Defektfüllung wurde nur die Kohorte der Erstzysten betrachtet, die aus 71 Patienten bestand. Grund dafür war die konservativ gewählte Einteilung der Gruppen. So befanden sich in der Gruppe der Erstzysten auch Zweitzysten, die durch engmaschige Nachkontrollen vermutlich früh entdeckt wurden und somit kleinere Volumina aufwiesen als Erstzysten. Sollte die Untersuchung der Erstzysten auf einen Zusammenhang zwischen Zystenvolumen und autogener Osteoplastik schließen lassen, so traf diese Korrelation mit hoher Wahrscheinlichkeit auch auf die Gruppe der Zweitzysten zu. Denn in der Kohorte der Zweitzysten befanden sich größere Erstzysten, die durch ihr symptomloses Verhalten lange Zeit unerkannt blieben. Die Art der Gruppeneinteilung gewährleistete, dass unterschiedliche Volumengrößen in der Studie untersucht wurden und keine Selektion von kleinen und großen Zysten vorlag. Im Hinblick auf die Untersuchung von Zystenvolumina und ihre Defektfüllung wurden alle Merkmale, die Einfluss haben könnten, in Kategorien aufgeteilt. Schon für die deskriptive Statistik wurde das Alter kategorisiert. Aufgrund dessen, dass Quartile sensibler gegenüber Ausreißern sind als das arithmetische Mittel, wurden auch die Mittelwerte von Methode 1 und 2 in Quartile aufgeteilt.

45 Material und Methode 40 Kategorie Methode 1 Methode 2 Mittelwerte der wiederholten Messungen 1 (Minimum 0,25 Quartil) 0,0980-1,8625 cm³ 0,0960-1,8630 cm³ 2 (0,25 Quartil 0,5 Quartil) 1,8625-3,1900 cm³ 1,8630-3,2050 cm³ 3 (0,5 Quartil 0,75 Quartil) 3,1900-4,9170 cm³ 3,2050-4,8980 cm³ 4 (0,75 Quartil Maximum) 4, ,121 cm³ 4, ,000 cm³ Kategorie Alter 1 (Minimum 0,25 Quartil) 8 27,5 Jahre Altersquartil 2 (0,25 Quartil 0,5 Quartil) 27,5 42 Jahre 3 (0,5 Quartil 0,75 Quartil) 42 55,25 Jahre 4 (0,75 Quartil Maximum) 55,25 77 Jahre Kategorie Art Zystenart 1 Keratozystisch odontogener Tumor 2 Follikuläre Zyste 3 Radikuläre Zyste Kategorie M/W Geschlecht 0 männlich 1 weiblich Tabelle 4: Kategorisierung der Merkmale: Mittelwerte der wiederholten Messungen, Alter, Zystenart, Geschlecht Um den Einfluss eines der nominalskalierten Merkmale auf das Einbringen von körpereigenem Knochen zur Defektfüllung des Zystenlumens zu prüfen, wurde eine univariate logistische Regression durchgeführt. Dabei wurden die Merkmale Zystenart, Geschlecht, Alter und Mittelwert der wiederholten Messungen separat gegen die dichotome Zielgröße Knochen ja/nein getestet. Während die Kategorie Knochen ja das intraoperative Einbringen von körpereigenem Knochen aus dem Beckenkamm oder von intraoralen Entnahmestellen beschrieb, waren unter der Kategorie Knochen nein alle Maßnahmen zu verstehen, die keine autogene

46 Material und Methode 41 Osteoplastik innehatten. Diese Zystenlumina regenerierten sich über die Organisation des Blutkoagulums, das in vielen Fällen durch Kollageneinlagen stabilisiert wurde. Auch Osteosyntheseplatten fanden vielfach Anwendung, um frakturgefährdete Kieferregionen zu versorgen. Welche der genannten Variablen Einfluss auf die Defektfüllung hatten, wurde mithilfe des Wald-Chi-Quadrat-Tests (χ²-tests) [87] dargelegt. Dieser untersucht Abhängigkeiten von Merkmalen und stellt somit mögliche Zusammenhänge fest [39]. Die Nullhypothese lautete: Es gibt keinen Einfluss zwischen autogener Defektfüllung und der betrachteten Variable. P-Werte die kleiner als 25% waren (p < 0,25) wurden als signifikant angesehen, um als Entscheidungskriterium für die Verwendung des Merkmals in einer anschließenden multivariaten logistischen Regression zu dienen. Hierbei wurde wiederum der χ²-test angewendet, um diesmal die Interaktion zweier vorselektierter Variablen in Bezug auf die binäre Zielgröße Knochen ja/nein zu überprüfen. Bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von p < 0,1 konnte die Nullhypothese: Es gibt keinen Einfluss zwischen zwei Variablen und autogener Defektfüllung abgelehnt werden. Nachdem die Einflussparameter im Hinblick auf mögliche Zusammenhänge geprüft wurden, war ein Methodenvergleich Gegenstand der statistischen Auswertung. Um die Übereinstimmung der beiden Messmethoden zu prüfen, wurden zwei verschiedene Modelle angewandt. Zum einen wurden die Mittelwerte von Methode 1 und Methode 2 für einen gepaarten t-test [8] verwendet. Dieser sollte die Methoden über die Differenzen der gemittelten Messwerte, die beim gleichen Kollektiv erhoben wurden, vergleichen. Der Differenzenschätzer wurde mit dem zugehörigen 95%-Konfidenzintervall sowie dem Standardfehler und der Standardabweichung angegeben. Die Nullhypothese lautete: Es gibt keinen Unterschied zwischen Methode 1 und Methode 2, wobei das Signifikanzniveau bei 5% lag. Aufgrund dessen, dass dieser statistische Test nur die durchschnittlichen Differenzen der Mittelwerte (Verzerrung) berücksichtigte, hätte eine falsche Beurteilung des

47 Material und Methode 42 Methodenvergleichs resultieren können. Von entscheidender Bedeutung war insbesondere die Streuung der einzelnen Messwertepaare, sodass zusätzlich die grafische Methode nach Bland and Altman [6] durchgeführt wurde. Es ist ein Verfahren, das sowohl die Verzerrung, als auch die Streuung der Vergleichsdaten beachtet und somit das Verfahren der Wahl für die Veranschaulichung und Quantifizierung von Methodenvergleichen ist [25]. Der Differenzenschätzer gab auch hier den bestmöglichen unbekannten Parameter wieder. Sein Standardfehler sowie das zugehörige 95%-Konfidenzintervall und der p-wert wurden angegeben. Die errechneten Übereinstimmungsgrenzen (limits of agreement) wurden für die Zeichnung des entsprechenden Bland-Altman-Plots benötigt und gaben den Bereich an in dem sich 95% der Werte befanden. Des Weiteren sollte das Zystenvolumen berechnet werden, ab welchem mit großer Wahrscheinlichkeit eine autogene Osteoplastik durchgeführt wurde. Um eine Antwort auf diese Frage zu finden, fand die Receiver Operating Characteristics (ROC)- Kurve [20] Anwendung. Durch Gegenüberstellung der Wertepaare von Sensitivität und Spezifität konnte bei gleichzeitiger Visualisierung der bestmögliche Parameterwert ermittelt werden. Die Sensitivität wird auch als Richtig-Positiv-Rate bezeichnet [35]. In dieser Studie gab sie den Anteil unter allen mit Knochen versorgten Patienten an, der zu Recht eine Defektfüllung nach Zystektomie erhielt. Dementsprechend verstand man hingegen unter Spezifität die Fähigkeit Zystenlumina zu erkennen, die keiner Defektfüllung bedurften. Somit gab die Sensitivität den Anteil der Patienten an, der korrekt als negativ eingestuft wurde und tatsächlich keine autogene Osteoplastik benötigte. Für die Güte eines diagnostischen Tests, sollten folglich Sensitivität und Spezifität möglichst hoch sein [1]. Der Youden-Index [88] ist definiert als Sensitivität + Spezifität -1. Mithilfe dieses Index konnte der optimale Grenzwert berechnet werden, an dem Sensitivität und Spezifität maximal wurden. Daraus wurde schließlich der Cut-off-Wert bestimmt. Dieser Wert gab demzufolge an, ab welchem Volumen die Zystenhöhle - unter Beachtung von Sensitivität und Spezifität - in der Abteilung für MKG-Chirurgie der MHH mit körpereigenem Knochen versorgt wurde.

48 Ergebnisse 43 3 Ergebnisse 3.1 Deskriptive Statistik - Beschreibung des Patientenkollektivs Verteilung des gesamten Kollektivs Unter den 88 Patienten, die in dieser Studie retrospektiv betrachtet wurden, befanden sich 57 Männer und 31 Frauen. Die prozentuale Verteilung kann dem folgenden Diagramm entnommen werden. Abbildung 12: Geschlechterverteilung unter den Erstzysten Der Altersdurchschnitt lag bei 41,57 Jahren. Die Standardabweichung betrug 18,30 Jahre. Der jüngste Patient war acht Jahre alt. Der älteste Patient war 77 Jahre alt. Unter den Männern lag der Altersdurchschnitt bei 45,54 Jahren, bei den Frauen hingegen bei 34,26 Jahren. Die Boxplots bilden jeweils die Altersverteilung sowie die Altersverteilung in Zusammenhang mit der Geschlechterverteilung ab.

49 Ergebnisse 44 Abbildung 14: Abbildung 13: Altersverteilung des Altersverteilung des gesamten gesamten Patientenkollektivs Patientenkollektivs Abbildung 14: 13: Altersverteilung unter den Geschlechtern des gesamten Patientenkollektivs Die Verteilung der Zysten innerhalb des Kiefers war in den Regionen S4 und S6 annähernd gleich. So waren 40 Zysten (45,5%) in S4 und 42 Zysten (47,7%) in S6 zu verzeichnen. Nur sechs Zysten (6,8%) entwickelten sich in der Region S Häufigkeitsverteilung der Kohorten In Kapitel 2.2 wurde bereits die Einteilung der Kohorten beschrieben. Es handelte sich um 71 Erstzysten und 17 Zweitzysten.

50 Ergebnisse 45 Für beide Gruppen wurden Häufigkeitstabellen erstellt, in denen die absoluten und relativen Häufigkeiten der Merkmale Zystenart, Altersquartil, Region, Geschlecht und Knochen angegeben wurden. 1) Häufigkeitsverteilung unter den Erstzysten: Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Zystenart 1 (Keratozyste) 25 35,2 2 (Follikuläre Zyste) 30 42,3 3 (Radikuläre Zyste) 16 22,5 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent 1 (8 27,5 Jahre) 17 23,9 Altersquartil 2 (27,5 42 Jahre) 14 19,7 3 (42 55,25 Jahre) 22 31,0 4 (55,25 77 Jahre) 18 25,4 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Region S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 35 49,3 S5 (Zähne 33-43) 6 8,5 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 30 42,3 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Geschlecht 0 (männlich) 49 69,0 1 (weiblich) 22 31,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Knochen 1 (kein Knochen) 39 54,9 2 (Knochen) 32 45,1 Tabelle 5: Häufigkeitsverteilung unter den Erstzysten

51 Ergebnisse 46 2) Häufigkeitsverteilung unter den Zweitzysten: Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Zystenart 1 (Keratozyste) 8 47,1 2 (Follikuläre Zyste) 8 47,1 3 (Radikuläre Zyste) 1 5,9 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent 1 (8 27,5 Jahre) 5 29,6 Altersquartil 2 (27,5 42 Jahre) 5 29,6 3 (42 55,25 Jahre) 3 17,4 4 (55,25 77 Jahre) 4 23,5 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Region S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 5 29,4 S5 (Zähne 33-43) 0 0,0 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 12 70,6 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Geschlecht 0 (männlich) 8 47,1 1 (weiblich) 9 52,9 Kategorie Abs. Häufigkeit Prozent Knochen 1 (kein Knochen) 12 70,6 2 (Knochen) 5 29,4 Tabelle 6: Häufigkeitsverteilung unter den Zweitzysten Häufigkeitsverteilung innerhalb der Zystenarten Innerhalb der drei analysierten Zystenarten wurden die Häufigkeiten für die Merkmale Alter, Region, Geschlecht und Knochen berechnet. Auch hier wurde zwischen beiden Kohorten unterschieden.

52 Ergebnisse Erstzysten 1) Keratozystisch odontogener Tumor Diese Gruppe bestand aus 25 Patienten. Die kleinste Keratozyste hatte ein Volumen von 0,282 cm³. Die Größte hingegen wies ein Volumen von 14,112 cm³ auf. Im Durchschnitt waren die keratozystisch odontogenen Tumoren im Vergleich zu den beiden anderen Zystenarten mit 5,012 cm³ die ausgedehntesten pathologischen Hohlgebilde. Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (8 27,5 Jahre) 11 44,0 Altersquartil Region Geschlecht Knochen 2 (27,5 42 Jahre) 2 8,0 3 (42 55,25 Jahre) 6 24,0 4 (55,25 77 Jahre) 6 24,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 12 48,0 S5 (Zähne 33-43) 1 4,0 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 12 48,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 0 (männlich) 16 64,0 1 (weiblich) 9 36,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (kein Knochen) 9 36,0 2 (Knochen) 16 64,0 Tabelle 7: Häufigkeitsverteilungen innerhalb der Erstzysten unter den KZOT 2) Follikuläre Zyste Die 30 untersuchten follikulären Zysten dieser Gruppe umfassten einen Volumenbereich von 0,096 cm³ bis zu 19,001 cm³. Im Mittel waren diese Zysten 4,003 cm³ groß.

53 Ergebnisse 48 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (8 27,5 Jahre) 3 10,0 Altersquartil Region Geschlecht Knochen 2 (27,5 42 Jahre) 8 26,7 3 (42 55,25 Jahre) 11 36,7 4 (55,25 77 Jahre) 8 26,7 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 17 56,7 S5 (Zähne 33-43) 0 0,0 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 13 43,3 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 0 (männlich) 22 73,3 1 (weiblich) 8 26,7 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (kein Knochen) 20 66,7 2 (Knochen) 10 33,3 Tabelle 8: Häufigkeitsverteilungen innerhalb der Erstzysten unter den FZ 3) Radikuläre Zyste Das Durchschnittsvolumen der radikulären Zysten dieser aus 16 Patienten bestehenden Gruppe erreichte ein Volumen von 3,271 cm³. Die kleinste bzw. größte analysierte radikuläre Zyste wies ein Volumen von 0,270 cm³ bzw. 10,617 cm³ auf.

54 Ergebnisse 49 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (8 27,5 Jahre) 3 18,8 Altersquartil Region Geschlecht Knochen 2 (27,5 42 Jahre) 4 25,0 3 (42 55,25 Jahre) 5 31,3 4 (55,25 77 Jahre) 4 25,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 6 37,5 S5 (Zähne 33-43) 5 31,3 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 5 31,3 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 0 (männlich) 11 68,8 1 (weiblich) 5 31,2 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (kein Knochen) 10 62,5 2 (Knochen) 6 37,5 Tabelle 9: Häufigkeitsverteilungen innerhalb der Erstzysten unter den RZ Zweitzysten 1) Keratozystisch odontogener Tumor Das durchschnittliche Volumen unter den acht in dieser Gruppe befindlichen Keratozysten betrug 3,624 cm³ und umfasste insgesamt einen Volumenbereich von 0,357 cm³ bis 12,099 cm³.

55 Ergebnisse 50 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (8 27,5 Jahre) 3 37,5 Altersquartil Region Geschlecht Knochen 2 (27,5 42 Jahre) 1 12,5 3 (42 55,25 Jahre) 2 25,0 4 (55,25 77 Jahre) 2 25,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 1 12,5 S5 (Zähne 33-43) 0 0,0 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 7 87,5 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 0 (männlich) 4 50,0 1 (weiblich) 4 50,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (kein Knochen) 5 62,5 2 (Knochen) 3 37,5 Tabelle 10: Häufigkeitsverteilungen innerhalb der Zweitzysten unter den KZOT 2) Follikuläre Zyste Im Mittel betrug das Volumen in dieser Gruppe, die aus acht follikulären Zysten bestand, 3,339 cm³.

56 Ergebnisse 51 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (8 27,5 Jahre) 2 25,0 Altersquartil Region Geschlecht Knochen 2 (27,5 42 Jahre) 3 37,5 3 (42 55,25 Jahre) 1 12,5 4 (55,25 77 Jahre) 2 25,0 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit S4 (li. UK-Winkel Zahn 34) 3 37,5 S5 (Zähne 33-43) 0 0,0 S6 (Zahn 44 re. UK-Winkel) 5 62,5 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 0 (männlich) 3 37,5 1 (weiblich) 5 62,5 Kategorie Abs. Häufigkeit Rel. Häufigkeit 1 (kein Knochen) (Knochen) 2 25 Tabelle 11: Häufigkeitsverteilungen innerhalb der Zweitzysten unter den FZ 3) Radikuläre Zyste In die Gruppe der Zweitzysten gehörte weiterhin eine radikuläre Zyste mit einem Volumen von 0,825 cm³. Sie entwickelte sich bei einem Mann, der dem zweiten Altersquartil angehörte und demzufolge zwischen 27,5 und 42 Jahren alt war. Diese Zyste war im linken Unterkieferkörper (S4) lokalisiert, und ihr Lumen wurde nach Durchführung der Zystektomie nicht mit Knochen einer körpereigenen Spenderregion aufgefüllt. 3.2 Auswertende Statistik Die Analyse der auswertenden Statistik beschränkte sich auf die 71 Patienten aus der Kohorte der Erstzysten. Die Hauptthematiken I: Methodenvergleich und II: Zystenvolumen und Defektfüllung werden im folgenden Ergebnisteil evaluiert.

57 Ergebnisse Methodenvergleich Vergleich von Mittelwert 1 und Mittelwert 2 Die Mittelwerte aus beiden Methoden wurden für einen verbundenen t-test genutzt. Es handelt sich um ein Testverfahren, das der Überprüfung von aufgestellten Hypothesen dient. Der t-test traf anhand der Differenz der Messwerte eine Aussage darüber, ob sich zwei Gruppen von Messwerten voneinander unterscheiden. Da beide Methoden am gleichen Kollektiv angewandt wurden, handelte es sich um einen verbundenen (gepaarten) t-test. In diesem Fall lautete die Hypothese: Es gibt keinen Unterschied zwischen Methode 1 und Methode 2. Das Signifikanzniveau lag bei 5%, sodass die Hypothese für p-werte > 0,05 beibehalten werden konnte. durchschnittl. Standard- Standard- 95% -Konfidenz- Vergleich Differenz abweichung fehler intervall p-wert in cm³ in cm³ in cm³ in cm³ Mittelwert 1-0,0157 0,0716 0,0085-0,0012 0,0327 0,0681 Mittelwert 2 Tabelle 12: Ergebnisse des verbundenen t-tests für Mittelwert 1 und 2 Der obigen Tabelle sind die berechneten Werte zu entnehmen. Die durchschnittliche Messwertdifferenz lag bei 0,0157 cm³ mit einer Standardabweichung von 0,0716 cm³ und einem Standardfehler von 0,0085 cm³. Somit wichen die Volumenwerte, die durch Methode 1 und 2 ermittelt wurde, im Schnitt um 0,0157 cm³ ab. Das 95%- Konfidenzintervall mit den Werten -0,0012 cm³ und +0,0327 cm³ stellte den Vertrauensbereich um die errechnete durchschnittliche Differenz dar, in dem der wahre Parameter zu 95% lag. Der zuvor festgelegte Toleranzbereich von 2 cm³, um den herum Schwankungen des wahren Zystenvolumens akzeptiert wurden, blieb demzufolge unterschritten.

58 Ergebnisse 53 Der p-wert von 0,0681 lag über dem Signifikanzniveau von 5%, sodass die Nullhypothese: Es gibt keinen Unterschied zwischen Methode 1 und 2 beibehalten werden konnte Vergleich der einzelnen Messergebnisse beider Methoden Der t-test prüft die Gleichheit der Mittelwerte über ihre durchschnittliche Differenz, die auch als Verzerrung bezeichnet wird. Um die Übereinstimmung von Messmethoden beurteilen zu können, ist die zusätzliche Einbeziehung der Streuung nötig. Diese statistische Maßzahl beachtet die Differenzen der einzelnen Messwertpaare und hat somit, im Gegensatz zum reinen Mittelwertvergleich, eine größere Aussagekraft bezüglich der Analyse zweier Methoden. Das Verfahren der Wahl für Methodenvergleiche bietet das grafische Verfahren nach Bland- Altman. Dieses statistische Modell berücksichtigt sowohl die Verzerrung als auch die Streuung und visualisiert individuelle Abweichungen und Ausreißer in einem Bland-Altman- Plot. Differenzen- Standard- 95% -Konfidenz- Vergleich schätzer fehler intervall p-wert in cm³ in cm³ in cm³ Methode 1-0, , , , ,16270 Methode 2 Tabelle 13: Ergebnisse des Methodenvergleichs nach Bland-Altman Der Differenzenschätzer gab den bestmöglichen unbekannten Parameter an. Er sagte aus, dass die einzelnen gegeneinander gemessenen Zystenvolumina eine durchschnittliche Abweichung von 0,01579 cm³ vom wahren Wert aufwiesen. Dieser Wert stimmte nahezu exakt mit der durchschnittlichen Mittelwertdifferenz aus dem gepaarten t-test überein (Tabelle 12). Demzufolge wiesen die Methoden zur Bestimmung der

59 Ergebnisse 54 Unterkieferzystenvolumina im Schnitt einen gleichermaßen geringen Unterschied auf. Das zugehörige 95%- Konfidenzintervall lag bei -0,00653 cm³ und +0,03811 cm³ bei einem Standardfehler von 0,01119 cm³. Die Nullhypothese: Es gibt keinen Unterschied zwischen Methode 1 und Methode 2 wurde bei einem p-wert von 0,1627 beibehalten, da er das Signifikanzniveau von 5% deutlich überstieg. Die Visualisierung liefert der Bland-Altman-Plot: Auf der Ordinate (Methode1-Methode2) wurden die gemittelten Differenzen der einzelnen Volumenmesswerte für jeden Patienten aufgetragen, die anhand beider Methoden bestimmt wurden. Die Abszisse (Methode1-Methode2/2) repräsentierte hingegen die einzelnen Mittelwerte für jeden Patienten, die nach Anwendung von Methode 1 und 2 berechnet wurden. Gemäß der unterschiedlichen Kieferzysten, die in dieser Studie vermessen wurden, handelte es sich um Volumengrößen von minimal 0,098 cm³ (Mittelwert 1) bzw. 0,096 cm³ (Mittelwert 2) und maximal 19,121 cm³ (Mittelwert 1) bzw. 19,000 cm³ (Mittelwert 2). Entsprechend der Anzahl wiederholter Messungen gaben verschiedene Farben die drei Messungen wieder. Für die Ermittlung der Übereinstimmungsgrenzen (limits of agreement) in denen sich 95% aller Messwerte befanden, wurde die Formel d +/- 1,96 x s angewandt. Der Parameter d steht für den Differenzenschätzer und s für die Varianz, welche die Verteilung um den Differenzenschätzer angibt. Durch Einsetzen der zuvor aus beiden Methoden ermittelten Varianz von 0,1633 cm³ in die genannte Formel ergab sich eine untere Grenze von -0,3043 cm³ sowie eine obere Grenze von +0,3359 cm³. Die im Plot visualisierten Übereinstimmungsgrenzen (grob gestrichelte Linien) gewährleisteten einen genauen Überblick darüber, inwieweit die restlichen 5% vom Differenzenschätzer und dem angrenzenden Toleranzbereich abwichen. Weiterhin wurden die Nulllinie (durchgezogene Linie) sowie die Linie des Differenzenschätzers (fein gestrichelte Linie) eingezeichnet.

60 Ergebnisse 55 Abbildung 15: Bland-Altman-Plot für den Methodenvergleich Der Bland-Altman-Plot stellte als Punktewolke vor allem die Verteilung bzw. Ballung der Messergebnisse um die Null- und Differenzenschätzerlinie dar. Weiterhin zeigte der Plot auf, bei welchen Zystenvolumina Ausreißer zu verzeichnen waren. Aufgrund der geringen Verzerrung von 0,01579 cm³ hatten die beiden Linien nur einen minimalen Abstand voneinander. Die Nulllinie beschreibt den Idealfall, in dem beide Methoden exakt die gleichen Ergebnisse erzielen. Unter Begutachtung von Abbildung 15 fiel die Annäherung der ermittelten Werte an die Nulllinie und den bestmöglichen unbekannten Parameter auf. Insbesondere bei Volumengrößen von bis zu etwa 3 cm³ waren kaum Abweichungen zu verzeichnen. Die Werte unterlagen Schwankungen von weniger als 0,1 cm³. Das sprach zum einen für die hohe Übereinstimmung der Methoden, zum anderen für die Genauigkeit der durch die Software iplan bestimmten Zystenvolumina.

61 Ergebnisse 56 In dem Volumenbereich bis 3 cm³ war nur ein Ausreißer zu verzeichnen. Dieser betraf eine erste Messung (blauer Kreis) und lieferte für eine Zyste mit einem Volumen von ca. 1,8 cm³ einen Wert, der um etwa 0,1 cm³ kleiner war als der Differenzenschätzer. Für Zystenvolumina, die größer als 3 cm³ waren, konnten vermehrt Streuungen für alle wiederholten Messungen beobachtet werden. Bei diesen Abweichungen handelte es sich aber um Streuungen, die die Übereinstimmungsgrenzen von -0,3043 cm³ und +0,3359 cm³ nicht überschritten. Dabei schien es jedoch keine Steigerung der Abweichungen in Abhängigkeit der Zystengröße zu geben. Drei Messergebnisse wichen deutlich von der Nulllinie ab und befanden sich außerhalb der Übereinstimmungsgrenzen. Der größte Ausreißer konnte bei einer Zyste mit einem Volumen von etwa 11,5 cm³ festgestellt werden. Dieser wurde im Rahmen einer ersten Messung ermittelt und wies ein um ca. 1 cm³ größeres Volumen auf. Jedoch liegt selbst diese Schwankung in dem zuvor festgelegten Toleranzbereich für die Grenzen der Zystenberechnung von 2 cm³. Die zwei weiteren Ausreißer, die in einer ersten und zweiten Messung zu verzeichnen waren, schwankten um ca. +0,4 bis +0,5 cm³ um die Nulllinie Zystenvolumen und Defektfüllung Abhängigkeit zwischen autogener Osteoplastik von Zystenhöhlen und den untersuchten Einflussparametern Um eine Aussage darüber treffen zu können, ob es einen Zusammenhang zwischen dem Einbringen von körpereigenem Knochen und den Parametern Zystenart, Geschlecht, Alter und den Mittelwerten der wiederholten Messungen gab, wurde eine univariate logistische Regression durchgeführt. Um mögliche Abhängigkeiten zu detektieren, wurde der Wald-Chi-Quadrat-Test (χ²-tests) angewandt. Dieser testete jede genannte Variable gegen die dichotome Zielgröße Knochen ja/nein. Die Nullhypothese lautete: Es gibt keinen Einfluss zwischen autogener Defektfüllung

62 Ergebnisse 57 und der betrachteten Variable. Das Signifikanzniveau wurde auf 25% festgelegt. Alle Variablen, deren p-werte kleiner als 0,25 waren, waren somit signifikant und wurden in einer anschließenden multivariaten logistischen Regression näher betrachtet. Variable p-wert Zystenart 0,0657 Geschlecht 0,9652 Alter 0,0747 Mittelwert der wiederholten Messungen 0,0111 Tabelle 14: Abhängigkeit eines Einflussparameters auf Knochen ja/nein Der Wald-Chi-Quadrat-Test (χ²-tests) veranschaulichte, dass die Mittelwerte der wiederholten Messungen, also letztlich das Volumen der Kieferzysten, mit einem p-wert von 0,0111 einen Einfluss auf die Defektfüllung von Zystenhöhlen mit autogenem Knochen hatten. Ferner konnte die Nullhypothese auch für die Parameter Zystenart (p = 0,0657) und Alter (p = 0,0747) abgelehnt werden. Demgegenüber verdeutlicht der p-wert von 0,9652, dass die autogene Osteoplastik von Zystenhöhlen unabhängig von dem Geschlecht des Patienten angewandt wurde. Die anschließende multivariate logistische Regression berücksichtigte folglich nur die bereits vorselektierten Variablen: Mittelwerte der wiederholten Messungen (Volumen), Zystenart und Alter. Die Nullhypothese: Es gibt keinen Einfluss zwischen zwei Variablen und autogener Defektfüllung konnte bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von p < 0,1 abgelehnt werden. Variablen p-wert Zystenart und Alter 0,7882 Alter und Mittelwerte 0,2728 Zystenart und Mittelwerte 0,0922 Tabelle 15: Abhängigkeit zweier Einflussparameter auf Knochen ja/nein

63 Ergebnisse 58 In diesem Fall prüfte der angewendete Wald-Chi-Quadrat-Test (χ²-tests) die Interaktion zweier Merkmale auf die binäre Zielgröße Knochen ja/nein. Die p-werte verdeutlichten, dass die Nullhypothese nur für die Variablen Zystenart und Mittelwerte (p = 0,0922) abgelehnt werden konnte. Hingegen schien es statistisch keinen signifikanten Zusammenhang zwischen den Merkmalen Zystenart und Alter (p = 0,7882), sowie Alter und Mittelwerten (p = 0,2728) zu geben Korrelation zwischen autogener Osteoplastik von Zystenhöhlen und Zystenvolumina Die Receiver Operating Characteristics (ROC)- Kurve war das zu Grunde liegende statistische Verfahren, um diesen Aspekt zu beurteilen. Abbildung 16: ROC-Kurve für die Mittelwerte beider Methoden

64 Ergebnisse 59 Die ROC - Kurve ergab sich aus der Gegenüberstellung von Spezifität und Sensitivität. Alle möglichen Wertepaare wurden gegeneinander aufgetragen und mithilfe des Youden-Index der optimale Grenzwert bestimmt. Für beide Methoden erreichte der Youden-Index sein Maximum bei einer Sensitivität von 0,730 und der Differenz aus 1-Spezifität= 0,333. Der zugehörige Cut-off-Wert lag bei 3,205. Folglich wurden exstirpierte Zystenlumina, die ein Volumen von mindestens 3,21 cm³ aufwiesen, unter Berücksichtigung von Sensitivität und Spezifität, intraoperativ mit körpereigenem Knochen versorgt. Der entsprechende Scatter Plot visualisiert, ob und vor allem bei welchen Volumengrößen eine Abweichung vom ermittelten Cut-off Wert zu verzeichnen war. Abbildung 17: Scatter-Plot für die Mittelwerte 2 mit dem Cut-off