Profilveränderungen bei chirurgischer Vorverlagerung der Mandibula und ihre Prognose durch computergestützte Kephalometrie. Inaugural-Dissertation

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1 I Aus der Universitätsklinik für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Abteilung Poliklinik für Kieferorthopädie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br. Profilveränderungen bei chirurgischer Vorverlagerung der Mandibula und ihre Prognose durch computergestützte Kephalometrie Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Zahnmedizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br. Vorgelegt 2002 von Andreas Eberbach geboren in Friedrichshafen

2 II Dekan: Prof. Dr. M. Schumacher 1. Gutachter: Prof. Dr. I. Jonas 2. Gutachter: Prof. Dr.Dr. N.-C. Gellrich Jahr der Promotion: 2003

3 III Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Dysgnathien der Klasse II Die Therapie Behandlung im Wechselgebiss Therapie nach Wachstumsabschluss Entscheidungsgrundlagen zur chirurgischen Behandlung Profilprognosen Fragestellung 8 2. Material und Methode Patientenauswahl Das Fernröntgenseitenbild Die digitale Verarbeitung Messpunkte skelettale Messpunkte Messpunkte des Weichteilprofils Winkelmessungen Die Überlagerung Die Profilsimulation Statistische Auswertung Ergebnisse Messwerte und deren mathematische Bewertung Absolute Bewegungen Zeitspanne T 1 -T 3 ; Erstberatung bis nach der Operation (gesamte Behandlung) Sagittale Verlagerungen Vertikale Verlagerungen Winkeländerungen Zeitspanne T 1 -T 2; während der kieferorthopädischen Vorbehandlung Sagittale Verlagerungen Vertikale Verlagerungen Winkeländerungen Zeitspanne T 2 -T 3; die Operation 21

4 IV Sagittale Verlagerungen Vertikale Verlagerungen Winkeländerungen Abhängigkeiten der verschiedenen Messpunkte Regressionsrechnungen Veränderungen im Zeitraum T 1 -T 3 (Erstvorstellung bis nach der Operation) sagittale Veränderungen vertikale Veränderungen Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Veränderungen im Zeitraum T 1- T 2 (kieferorthopädische Vorbehandlung) sagittale Veränderungen vertikale Veränderungen Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Veränderungen im Zeitraum T 2 -T 3 (Zustand vor, bis mind. 6 Monate nach der Operation) sagittale Veränderungen vertikale Veränderungen Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Erklärbare Varianzen der Messpunkte Beschreibung durch Quotienten Zeitspanne T 1 -T 3 ; Erstberatung bis nach der Operation Zeitspanne T 1 -T 2; die kieferorthopädische Vorbehandlung Zeitspanne T 2 -T 3; die Operation Die Simulation Skelettale Messpunkte Weichteilprofilpunkte Fehlerberechnung Diskussion Schlußfolgerung Zusammenfassung Anhang Literaturverzeichnis 66

5 V 9. Danksagung Lebenslauf 75

6 1 1. Einleitung 1.1 Dysgnathien der Angle-Klasse II Um die Jahrhundertwende teilte Angle (1899) die sagittalen intermaxillären Kieferlagebeziehungen anhand des Okklusionsbefunds in drei Klassen ein: Neutral-, (Klasse I), Distal- (Klasse II) und Mesialverzahnung (Klasse III). Ausschlaggebend war für ihn damals die Verzahnung der ersten Molaren. Trotz ihrer Unzulänglichkeiten ist diese Unterteilung in anteroposteriorer Richtung noch heute weltweit gültig, obwohl inzwischen durch die Einbeziehung der Eckzahnverzahnung die Klassifikation erweitert wurde. Nach Einführung der Röntgenkephalometrie wurde neben der reinen Okklusionsbeurteilung die direkte Analyse der skelettalen Kieferstrukturen mit einbezogen, die eine Unterteilung in Anomalien der skelettalen Klasse I, der skelettalen Klasse II und skelettalen Klasse III ermöglichte. Als Dysgnathien der Klasse II werden Anomalien bezeichnet, die sich durch Rücklage des Unterkiefers in Relation zu den skelettalen Strukturen des Oberkiefers auszeichnen. Man unterscheidet hierbei zwischen der Klasse II/1, dem Distalbiß mit oberer Spitzfront (Protrusion) und der Klasse II/2, dem Distalbiß mit Steilstand der Oberkiefer-Front. Hierunter fällt auch der Deckbiß. Die verbreiteste Dysgnathie in der kaukasischen Rasse ist die Klasse II/1. Sie besteht zu rund zwei Dritteln symmetrisch. Die übrigen asymmetrischen Fälle treten ohne Rechts-Links-Prävalenz auf. Verschiedene skelettale und dentoalveoläre Fehlentwicklungen können Ursache für die sagittalen Abweichungen sein: skelettale Veränderungen: - - mandibuläre Retrusion; diese skelettale Anomalie kann als Hauptursache für die Ausbildung einer Dysgnathie der Klasse II in der westeuropäischen Bevölkerung angesehen werden (Pancherz et al. 1999) - - maxilläre Protrusion - artikuläre Lageveränderung (Hochstand und/oder Distoposition des Kondylus) - - Form- und Größenveränderung des horizontalen und/oder aufsteigenden Unterkieferastes alveoläre Veränderungen: - alveoläre Protrusion der oberen Zahnreihe

7 2 Häufig zeigt sich der Distalbiß vergesellschaftet mit einer Reihe anderer Anomalien, wie der Protrusion der oberen Front, einer vergrößerten sagittalen Schneidezahnstufe, einem tiefen Biß, einer anterioren Zahnbogenenge im Oberkiefer oder einem Steilstand der oberen Front im Sinne eines Deckbisses (Tammoscheit 1990). Ätiologie: Eine naheliegende Ursache für die Entwicklung einer Klasse II stellt die Persistenz der zweiten embryonalen Retrogenie dar. In mehreren Untersuchungen zeigte sich aber, daß die Größe der sagittalen Stufe zwischen den Alveolarwällen bei Neugeborenen nicht in allen Fällen mit der Ausbildung einer Distalbißlage korrelierte. Nach zahlreichen Zwillingsstudien gilt heute eine entscheidende Rolle von Erbfaktoren im Sinne einer additiven Polygenie als gesichert. Desweiteren sind exogene Faktoren wie Lutschen, Mundatmung oder Lippendyskinesien beteiligt. Lippensaugen oder beißen entwickelt sich häufig erst sekundär aufgrund der sagittalen Frontzahnstufe (Schulze 1982). Extraoral zeigt sich häufig ein Rückgesicht mit fliehendem Profilverlauf (Abb.1). Abb. 1: Profilbild eines Patienten mit einer Anomalie der Klasse II.

8 Die Therapie Die Behandlung der Dysgnathien der skelettalen Klasse II ist abhängig vom Zeitpunkt des Behandlungsbeginns Behandlung im Wechselgebiß Bei Patienten in der Wachstumsphase werden Klasse-II-Anomalien mit mandibulärer Retrognathie mittels funktionskieferorthopädischer Apparaturen (Aktivator, Bionator, Funktionsregler nach Fränkel) behandelt. Hierbei wird versucht, Richtung und Ausmaß der physiologischen Unterkiefervorverlagerung zu beeinflussen, wobei gleichzeitig ein reziproker Effekt auf den Oberkiefer ausgeübt wird (Rakosi 1985) Therapie nach Wachstumsabschluss Nach Abschluss des Wachstums sind die rein kieferorthopädischen Möglichkeiten zur kausalen Therapie mit Einstellung korrekter skelettaler und dentoalveolärer Beziehungen stark begrenzt bzw. nicht mehr möglich. In ausgeprägten Fällen ist hier eine kombiniert kieferorthopädisch-chirurgische Behandlung indiziert: Durch orthodontische Maßnahmen werden in der Regel zunächst die Zahnbögen im Oberkiefer und Unterkiefer ausgeformt, Zahnstellungen verbessert und dentale Kippungen und Rotationen beseitigt. Ziel der Behandlung ist die Einstellung kongruenter Ober- und Unterkieferzahnbögen, die nach operativer Lagekorrektur der Kieferbasen zu idealen Okklusionsverhältnissen führen. Die Umstellung der Kieferbasen kann durch verschiedene Operationsmethoden erreicht werden. Dabei stehen prinzipiell zwei Möglichkeiten zur Verfügung: 1. Alleinige Vorverlagerung des Unterkiefers. 2. Rückverlagerung des Oberkiefers und gleichzeitige Vorverlagerung des Unterkiefers (bimaxilläre Operation)

9 4 Die Operationsmethoden: Die chirurgische Bißumstellung hat ihren Ursprung bereits im 19. Jahrhundert. Hullihen berichtete schon 1849 von einer alveolären Umstellungsosteotomie zur Schließung eines offenen Bisses. Blair führte 1897 die sog. St. Louis Operation zur Verkürzung des Unterkiefers durch. Wassmund und Axhausen beschäftigten sich in den 20er und 30er Jahren des 20. Jahrhunderts mit der Mobilisation des Oberkiefers führte die Veröffentlichung Obwegesers über die sagittale Spaltung des aufsteigenden Astes zu einer weltweiten Verbreitung dieser Operationsart (Gattinger und Obwegeser, 2002) Zur Vorverlagerung des Unterkiefers gibt es heute verschiedene Operationstechniken (Austermann 1991): - die retromolare sagittale Osteotomie mit Modifikationen nach Schuchard, Obwegeser, Dal Pont, Hunsuck und Epker - die subkondyläre Ramusosteotomie als vertikale Ramusosteotomie oder umgekehrte L-Osteotomie - die Osteotomie im Unterkieferkörper nach Blair, Dingmann oder Delaire - kombinierte Formen, z.b. nach Triaca An der Abteilung Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsklinikums Freiburg im Breisgau wird in Klasse-II Fällen routinemäßig die modifizierte Technik nach Obwegeser/Dal Pont verwendet: Bei der retromolaren sagittalen Spaltung wird nach intraoralem Zugang die Vorderkante des Kieferwinkels und des aufsteigenden Astes dargestellt. Daraufhin wird die Innenfläche des Ramus zwischen Incisura semilunaris und Lingula, und die Aussenfläche des Corpus im Molarenbereich subperiostal freigelegt. Die Osteotomie der Innenfläche wird oberhalb der Lingula, die der Aussenkompakta zwischen erstem und zweitem Molaren vorgenommen. Die sagittale Spaltung wird zwischen der äußeren Kompakta und der den Canalis mandibularis enthaltenden Spongiosa mit dem Meißel bis zum Unterrand des Unterkiefers vervollständigt. Nach beidseitiger Spaltung existieren zwei proximale Segmente mit den Kiefergelenken, den Muskelansätzen der Musculi temporalis, masseter, pterygoiodeus lateralis und der

10 5 Aussenkompakta des Kieferwinkels und ein distales Segment, das den Alveolarfortsatz mit den Zähnen trägt. An diesem distalen Fragment inserieren die Ansätze der Musculi pterygoidei medialis und der suprahyoidalen Muskulatur. In ihm verläuft auch der Canalis mandibularis mit dem Gefäß- Nervenbündel (Abb. 2). Abb. 2: Operation nach Obwegeser/Dal Pont (aus: Austermann 1991) Entscheidungsgrundlagen zur chirurgischen Behandlung Bei einer Untersuchung von Göz (1981) an 53 Patienten der Universitätsklinik für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Freiburg gaben 49% der befragten Personen die unzureichende Ästhetik als Hauptgrund für die Entscheidung zur Operation an. 30% nannten funktionelle und ästhetische Probleme, 15% erwarteten hauptsächlich eine Verbesserung der Kaufunktion, während für 6% die gestörte Phonetik Anlaß zur Behandlung war. Aus diesen Angaben ergibt sich die Notwendigkeit einer genauen Planung der Operation und der Wunsch nach einer möglichst genauen Darstellung der zu erwartenden fazialen Profiländerung. Diese Prognose der Weichteilprofilveränderung ist zu einem möglichst frühen Zeitpunkt (Erstberatung) wünschenswert, da sie ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung pro/contra operationem darstellt.

11 Profilprognosen In den 70er Jahren wurde begonnen, Profilvorhersagen aus Fernröntgenseitenaufnahmen des Schädels (FRS) abzuleiten. Mit Hilfe von Durchzeichnungen auf Acetatfolien konnte die zu erwartetende skelettale Veränderung durch die Operation simuliert werden. Danach wurde der Profilverlauf der Weichteilgewebe der neuen Lage des Unterkiefers angepasst (McNeill et al. 1972). Später kamen Computerprogramme zum Einsatz, die sowohl skelettale Verlagerung als auch Weichteilveränderungen berechneten (Fischer-Brandies et al.1991, Hing 1989, Quast 1983). Dabei wurden bestimmte Verhältniszahlen verwendet, mit deren Hilfe Bewegungen von Hautprofilpunkten als Folge der Verlagerung der zugehörigen skelettalen Meßpunkte festgelegt wurden. Die Möglichkeit, Profilaufnahmen (Video oder Photo) des Patienten auf digitalem Wege zu verändern (morphen), stellt nochmals höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Profilprognose ( Abb.3). a b c d Abb. 3: Ausgangssituation und computergestütze Profilvorhersage einer Anomalie der Klasse II a und b: Am Profilbild c und d: Röntgenkephalometrische Darstellung am FRS-Bild.

12 7 In der Vergangenheit wurden mehrere Untersuchungen durchgeführt, um die Verläßlichkeit der Profilprognose vor kombiniert kieferorthopädisch-chirurgischen Behandlungen zu bestimmen: Bryan und Hunt (1993) fanden eine hohe Prognosegenauigkeit bei der Vorhersage der skelettalen Veränderungen. Vorangegangene Autoren benutzten unterschiedliche Computerprogramme zur Berechnung des Weichteilprofils. Der Ort der größten Ungenauigkeit bei allen Autoren lokalisierte sich im Bereich der Unterlippe (Chunmaneechote und Friede 1999; Ewing und Ross 1992; Lew 1992; Mansour et al. 1983; Schultes et al. 1998; Sinclair et al. 1995; Syliangco et al. 1997). Zeitpunkt der Prognose: Die meisten Studien erstellten eine Profilprognose kurz vor der Operation, also nach der kieferorthopädischen Vorbehandlung. Da die Entscheidung für oder wider einen chirurgischen Eingriff bei der Erstberatung, also vor Beginn der kieferorthopädischen Vorbehandlung, stattfindet, ist für den Kliniker eine Prognose des Operationsergebnisses zu diesem Zeitpunkt wichtig. Damit ergibt sich jedoch eine weitere mögliche Fehlerquelle, da die Auswirkungen der kieferorthopädischen Zahnbewegungen vor der eigentlichen Operation nicht genau simuliert werden können. Die präoperative orthodontische Therapie führt bereits im Vorfeld zu Zahnstellungsänderungen und beeinflußt letztendlich auch das Maß der nötigen skelettalen Verlagerung in der Operation. Häufig kommt es im Zuge der kieferorthopädischen Vorbehandlung zu einer dentoalveolären Dekompensation, die das klinische Bild der Dysgnathie stärker in Erscheinung treten läßt. Kontrolle des Langzeitergebnisses post operationem: Wie Quast et al zeigten, setzt nach Klasse-II-Operationen ein beträchtliches Rezidiv der chirurgisch eingestellten neuen Unterkieferposition ein. Diese Veränderung muß auf funktionelle Adaptationen der betroffenen Weichgewebe wie Muskeln, Bindegewebe und Blutgefäße zurückgeführt werden. Erst nach einem Jahr bleibt das Ergebnis weitgehend stabil.

13 8 Andererseits fanden Hack et al. 1993, daß die Vorhersagegenauigkeit der klinischen Situation ein Jahr post operationem noch befriedigend war, während sie für den Zeitpunkt 5 Jahre nach der Operation wesentlich ungenauer ausfiel. Ein verläßliches Langzeitergebnis ist daher erst in einem gewissen zeitlichen Abstand zur Operation zu beurteilen. 1.2 Fragestellung Die vorliegende Arbeit besteht aus zwei Teilen: Im ersten Teil sollte versucht werden, die Verlagerungen von skelettalen Punkten im Bereich des Gesichtsschädels und des fazialen Weichteilprofils zu bestimmen und ihre Beziehung mathematisch zu beschreiben. Folgende Fragen sollten geklärt werden: Wie stark wurde der Unterkiefer in der Operation verschoben? Wie veränderte die Operation das Weichteilprofil des Patienten? Welche dentoalveolären und skelettalen Veränderungen fanden während der kieferorthopädischen Vorbehandlung statt? Beeinflußt die Frontzahnstellung das Ausmaß der Weichteilverschiebung in Folge der skelettalen Veränderung? Im zweiten Teil sollte überprüft werden, ob mit Hilfe des Kephalometrieprogramms Quick Ceph 2000 Version (QuickCeph Systems, San Diego, CA) eine verläßliche Voraussage der Weichteilveränderungen bei kombiniert kieferorthopädisch-chirurgischen Behandlungen erstellt werden kann. Die Genauigkeit einer solchen Prognose schon zu Beginn der kieferorthopädischen Therapie soll bestimmt und durch Individualisierung einiger Parameter verbessert werden. Dabei interessierten die folgenden Punkte: Wie genau ist eine Prognose der Weichteilveränderung zum Zeitpunkt der Therapieplanung? Wie genau läßt sich die in der Operation durchgeführte Knochenverlagerung bei Beginn der kieferorthopädischen Vorbehandlung vorhersagen? Kann die Genauigkeit der Computervorhersage zu Beginn der Behandlung und kurz vor der Operation durch Anpassen der Berechnungsparameter weiter verbessert werden?

14 9 2. Material und Methode Die Arbeit basiert auf der retrospektiven röntgenkephalometrischen Auswertung der prä- und postoperativen Fernröntgenseitenbilder des Schädels (FRS) von Patienten der Klinik für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde des Universitätsklinikums Freiburg i. Br. Aus einem Kontingent von insgesamt 112 Dysgnathiepatienten wurden 29 ( 8 männlich, 21 weiblich; Durchschnittsalter 27,6 ± 7,1 Jahre) ausgewählt, bei denen eine operative Vorverlagerung des Unterkiefers durchgeführt worden war. Bei 19 Patienten wurde die prä- und postoperative kieferorthopädische Behandlung in der Abteilung Poliklinik für Kieferorthopädie des Universitätsklinikums Freiburg durchgeführt. 2.1 Patientenauswahl Die Auswahl der Patienten erfolgte nach folgenden Kriterien: - alle Patienten wiesen bei Behandlungsbeginn eine Anomalie der Klasse II auf - bei keinem der Patienten bestand ein kraniofaziales Syndrom - von jedem Patienten lag eine ausreichende Dokumentation des Behandlungsverlaufs in Form von FRS und Gesichtsphotos vor - bei allen Patienten war das Wachstum zum Zeitpunkt der Operation abgeschlossen - alle Patienten wurden nur im Unterkiefer operiert, Fälle, bei denen zusätzlich eine Kinnplastik durchgeführt worden war, wurden nicht in die Studie einbezogen. - Die Operation erfolgte in allen Fällen nach der modifizierten Technik nach Obwegeser/Dal Pont. 2.2 Das Fernröntgenseitenbild Die Fernröntgenseitenaufnahmen wurden mit einer Röntgenanlage, bestehend aus mehreren verschiedenen Komponenten, aufgenommen: Eine Drehanodenröhre der Marke Philips (Philips, Eindhoven, Holland) mit einem Aluminiumfilter sowie einer Verlaufsblende für die Weichteile und einem Kephalostaten der Firma Lumex (Lumex, Copenhagen, Dänemark) mit einem bewegten Streustrahlraster. Der Fokus-Filmabstand betrug 4 Meter, der Objekt- Filmabstand 10 cm, die Beschleunigungsspannung 85 kv und die Leistung 25 mas bei einer Belichtungszeit von 42,5ms; dies entspricht einer Stromstärke von 0,59mA.

15 Die digitale Verarbeitung Alle Röntgenbilder wurden von einem Scanner Modell Epson Expression 1680 Pro (Seiko Epson Corp., Nagano, Japan) eingescannt und auf einem G4 Macintosh Computer (Apple Inc., Cupertino, CA, USA) mit dem Kephalometrieprogramm QuickCeph 2000 Version (QuickCeph Systems, San Diego, CA, USA) ausgewertet. Fremdbilder, die mit einem kleineren Fokus-Filmabstand angefertigt worden waren, wurden digital scaliert (verkleinert), bis der Abstand N-S mit dem der anderen Bilder korrelierte Meßpunkte Skelettale Meßpunkte Abb. 4: Ausgewertete Meßpunkte. Die folgenden knöchernen und dentalen Meßpunkte wurden auf den FRS-Bildern eingezeichnet (Abb. 4): S: Sella, konstruierter Mittelpunkt der knöchernen Kontur der Sella turcica Po: Porion, kranialster Punkt des Umrisses des Porus acusticus externus

16 11 Ba: Basion, kaudalster Punkt am Vorderrand des Foramen magnun HA: Hinge-Achse, konstruierter Mittelpunkt des Kondylus FPt: Fossa pterygoidea, distalster Punkt des Abbildes der Fossa pterygopalatina N: Nasion, ventrokranialster Punkt der Sutura nasofrontalis O: Orbitale, kaudalster Punkt der knöchernen Orbita Spa: Spina nasalis anterior, am weitesten anterior gelegener Punkt der Spina nasalia anterior Spp: Spina nasalis posterior, Schnittpunkt der Verlängerung des Röntgenschattens der vorderen Wand der Fossa pterygopalatina mit dem Nasenboden A: A-Punkt, Scheitelpunkt der Kurvatur des Oberkieferalveolarfortsatzes zwischen den Punkten Prosthion und Spina nasalis anterior B: B-Punkt, Scheitelpunkt der Kurvatur des Unterkieferalveolarfortsatzes zwischen den Punkten Infradentale und Pogonion PM: PM, Umschlag der Kurvatur des Unterkieferalveolarfortsatzes von einem konkaven zu einem konvexen Verlauf kaudal des B-Punktes Pog: Pogonion, ventralster Punkt des knöchernen Kinns Me: Menton, kaudalster Punkt der Unterkiefersymphyse T1: Tangentenpunkt am aufsteigenden Ast, am weitesten dorsal gelegener Punkt des Ramus ascendens im Bereich des Kieferwinkels T2: Tangentenpunkt am Unterkieferkörper, dorsokaudalster Punkt am Unterkieferkörper Ar: Artikulare, Schnittpunkt des Röntgenschattens der Schädelbasis mit dem des dorsalen Randes des aufsteigenden Astes OK-1er: Inzisalpunkt Oberkiefer-Inzisivi, Spitze der Schneidekante des am weitesten labial stehenden mittleren oberen Inzisivus Wurzelspitze OK Inzisivi: Wurzelspitze des am weitesten labial stehenden mittleren oberen Inzisivus Krone Oberkiefer 6er (distal): distalster Punkt der Krone des ersten oberen Molaren Wurzelspitze OK Molar: Wurzelspitze der distobukkalen Wurzel des ersten oberen Molaren Okklusionsebene: Verbindungslinie zwischen den jeweiligen Mittelpunkten des Strecken OK-1er-UK-1er und Krone OK 6er-Krone UK 6er UK-1er: Inzisalpunkt Unterkiefer-Inzisivi, Spitze der Schneidekante des am weitesten labial stehenden mittleren unteren Inzisivus

17 12 Wurzelspitze UK Inzisivi: Wurzelspitze des am weitesten labial stehenden mittleren unteren Inzisivus Krone Unterkiefer 6er (distal): distalster Punkt der Krone des ersten unteren Molaren Wurzelspitze UK Molar: Wurzelspitze der distalen Wurzel des ersten unteren Molaren Meßpunkte des Weichteilprofils Auf der Durchzeichnung der Weichteilprofillinie wurden die folgenden Punkte eingezeichnet (Abb 5): Abb. 5: Meßpunkte im Bereich des fazialen Weichteilprofils. Profillinie A : Oberlippe: Stomion: Unterlippe: Konturlinie des Weichteilprofils Weichteil-A-Punkt; Tangentenpunkt, konstruiert in der räumlichen Nähe des skelettalen A-Punktes Vorderster Punkt der Oberlippe Berührungspunkt von Ober- und Unterlippe Vorderster Punkt der Unterlippe

18 13 B : PM : Pog : Weichteil-B-Punkt; ; Tangentenpunkt, konstruiert in der räumlichen Nähe des skelettalen B-Punktes Weichteil-PM-Punkt; Tangentenpunkt, konstruiert in der räumlichen Nähe des skelettalen PM-Punktes Weichteil-Pogonion; Tangentenpunkt, konstruiert in der räumlichen Nähe des skelettalen Pogonion-Punktes Winkelmessungen Mit Hilfe der oben genannten Referenzpunkte wurden folgende Winkel bestimmt (Abb 6): Abb.6: Berechnete Winkel. OK1-SN: posteriorer Winkel zwischen der Längsachse des Oberkiefer-Inzisivus und der Geraden S-N UK1-MeGo: posteriorer Winkel zwischen der Längsachse des Unterkiefer-Inzisivus und der Grundlinie Gonion-Menton Naslab: Nasolabialwinkel, spitzer Winkel am Schnittpunkt der Tangenten an Oberlippe und Nasensteg

19 Die Überlagerung Die Röntgenbilder wurden auf der Strecke N-S im Punkt N überlagert. Bei nicht eindeutig erkennbaren Meßpunkten N oder S wurde die Überlagerung an den stabilen Strukturen der Schädelbasis, wie zum Beispiel der vorderen Wand der Sella turcica, der Kontur der Lamina cribrosa des Os ethmoidale, der medialen Begrenzung des Orbitadaches oder dem Planum sphenoidale überprüft (Athanasiou et al. 1995). Auf jedem Bild wurde die Frankfurter Horizontale (H) und eine Senkrechte (S) dazu durch Nasion eingezeichnet (Abb. 7). Diese beiden Linien dienten als Koordinatensystem, in das alle kephalometrischen Meßpunkte eingetragen wurden. Die Koordinaten auf den Achsen wurden folgendermaßen definiert: Die Koordinaten auf der horizontalen Achse stiegen nach rechts an; folglich waren alle Punkte rechts (= anterior ) des Nullpunktes positiv, links davon negativ. Vertikal stiegen die Werte nach unten (kaudal) an und nahmen somit unterhalb des Nullpunktes positive Werte an, oberhalb davon waren sie negativ. Eine Verlagerung nach anterior wird daher einen positiven Differenzbetrag auf der sagittalen Achse hervorrufen, und ein positiver vertikaler Wert steht für eine Verlagerung nach kaudal. Abb. 7: Referenzlinien zur Meßung.

20 15 Um Überlagerungsfehler zu vermeiden, wurden die Referenzpunkte Orbita und Porion jeweils auf dem zeitlich mittleren Bild eingezeichnet und dann auf die anderen Aufnahmen in den Punkten N und S überlagert durchgezeichnet. Damit wurde sichergestellt, daß die Frankfurter Horizontale auf allen Röntgenaufnahmen in der selben Beziehung zu den stabilen Strukturen der Schädelbasis stand Die Profilsimulation In allen Fällen, in denen ein Röntgenbild vom Beginn der kieferorthopädischen Behandlung vorlag, wurde eine Simulation der Operation am Computer durchgeführt. Dabei galten folgende Kriterien: - bei exzessiven Frontzahnstellungen wurden diese korrigiert - in Fällen, bei denen eine Prämolarenextraktion im Rahmen der kieferorthopädischen Vorbehandlung vorgesehen war, wurde diese auch auf dem Computer simuliert - bei der Simulation des chirurgischen Eingriffes wurde bei allen Patienten eine Vorverlagerung und bei Bedarf eine vertikale oder rotatorische Verlagerung der Mandibula vorgenommen, bis eine korrekte Verzahnung erreicht war. Somit kamen also bis zu 3 Durchzeichnungen pro Patient in dieser Studie zur Auswertung: 1. Aufnahme zu Beginn der KFO-Behandlung T 1 2. Aufnahme am Ende der KFO-Vorbehandlung, maximal 3 Monate (Durchschnitt 44 Tage) vor der Operation T 2 3. Aufnahme mindestens 6 Monate (Durchschnitt 17 Monate) post operationem T 3 Anschließend wurde die Operation am Bildschirm simuliert: Simulation der Operation und des Weichteilprofils aus der Aufnahme zum Zeitpunkt T 1 : S

21 Statistische Auswertung Die Relationen der Profilpunkte des Weichgewebes zu den knöchernen und dentalen Meßwerten wurden hauptsächlich durch multiple lineare Regressionen bestimmt. Zur explorativen Variablenselektion wurde hierbei das Kriterium des maximalen R 2 -Wertes verwendet. Einige Modelle wurden weiterentwickelt und Koeffizienten für das Verhältnis von Hartgewebe- und Weichteilverlagerung sowie Abweichungen der Computersimulation zu den tatsächlichen Behandlungsergebnissen bestimmt. Die Wiederholbarkeit der Meßpunkte wurde durch die Toleranzintervalle der Differenzen zwischen den Meßungen ausgedrückt.

22 17 3. Ergebnisse 3.1 Meßwerte und deren mathematische Bewertung Folgende Bewegungen wurden an den verschiedenen Meßpunkten festgestellt: Absolute Bewegungen Zeitspanne T 1 -T 3 ; Erstberatung bis nach der Operation (gesamte Behandlung) Veränderungen insgesamt vom Zeitpunkt der Erstberatung bis mindestens 6 Monate post operationem (T 1 -T 3 ) Sagittale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung A -0,70 1,60-3,80 1,41 A' -0,59 2,60-3,20 1,55 Ok 1er -1,44 7,10-5,60 3,09 Oberlippe -0,47 3,70-2,60 1,82 Uk 1er 4,89 10,20-0,50 2,77 Unterlippe 2,40 8,80-1,20 2,40 Stomion 0,16 4,50-5,50 2,45 B 3,55 7,80 0,00 2,27 B' 3,79 8,30-1,20 2,43 PM 3,46 8,50-2,00 2,67 Pog 3,07 7,40-1,20 2,17 Tab. 1-a: Absolute sagittale Verlagerungen T 1 -T 3. Oberlippe und Oberkieferinzisalpunkt bewegten sich teilweise nach anterior, teilweise auch nach posterior (Standardabweichung >3mm), maximal bis zu 7 mm. Alle Meßpunkte des Unterkiefers bewegten sich deutlich nach anterior (Mittelwerte 2,4-3,8mm), nur in Einzelfällen traten geringe Verlagerungen nach posterior auf (Tab. 1-a).

23 Vertikale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung Spa 0,19 3,30-2,80 1,67 A 0,87 4,20-2,60 1,93 A' 1,54 9,00-2,50 3,16 Ok 1er 1,31 4,70-1,90 1,85 Oberlippe 0,33 1,77-3,00 3,30 Uk 1er 3,64 9,50-1,30 2,86 Unterlippe 2,48 5,70-0,70 1,72 Stomion 0,42 2,40-2,80 1,33 B 3,95 9,70-0,70 2,56 B' 4,24 8,30-0,50 2,83 PM 4,01 10,10-1,40 2,70 Pog 3,14 8,30-2,70 2,86 Pog' 1,87 5,80-2,50 2,19 Me 3,13 7,00-0,70 1,84 Tab. 1-b: Absolute vertikale Verlagerungen T 1 -T 3. Tab.1-b zeigt die vertikalen Veränderungen durch die gesamte Behandlung: Während der Oberkiefer-Inzisalpunkt im Durchschnitt um 1,3 mm nach kaudal im Sinne einer Extrusion bewegt wurde, zeigte die Oberlippe Verlagerungen gleichermaßen nach kranial, wie auch nach kaudal (Standardabweichung >3,3mm). Unterlippe, B, Pog sowie alle skelettalen Punkte des Unterkiefers standen mit einer starken kaudalen Bewegung (Mittelwert Me>3mm) für eine posteriore Rotation des Unterkiefers infolge der Behandlung Winkeländerungen: Die Winkeländerungen wurden angegeben als Änderung der Abweichungen zu den Idealwerten von 102 für OK1er - SN und 90 für UK1er - Me-Go. Meßpunkt Mittelwert [ ] max [ ] min[ ] Standardabweichung [ ] Ok1-SN -3,85 9,20-24,10 7,98 Uk1-Me-Go -2,07 16,50-24,00 9,93 Naslab -0,31 10,10-12,00 5,51 Tab. 1-c: Absolute Winkeländerungen T 1 -T 3.

24 19 Die Achsenstellung der Oberkiefer- sowie Unterkieferfrontzähne wurde über die gesamte Behandlung den klinischen Richtwerten angenähert, die hohen Standardabweichungen deuten aber auf starke Varianzen zwischen den einzelnen Fällen hin (Tab. 1-c) Zeitspanne T 1 -T 2; während der kieferorthopädischen Vorbehandlung Bereits durch die kieferorthopädische Vorbehandlung (T 1 -T 2 ) fanden folgende Veränderungen statt: Sagittale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung A -0,49 2,30-4,40 1,53 A' -0,44 3,70-3,00 1,68 Ok 1er -0,53 9,40-5,80 3,60 Oberlippe -0,59 4,10-3,20 1,96 Uk 1er 0,84 4,30-4,10 2,03 Unterlippe 0,42 4,30-4,10 2,03 Stomion -0,23 2,60-5,90 1,91 B -0,55 2,60-3,90 1,88 B' -0,87 3,00-14,30 3,59 PM -0,43 3,50-4,00 2,08 Pog -0,58 3,30-3,80 1,88 Pog' -0,14 6,00-4,10 2,36 Tab. 2-a: Absolute sagittale Verlagerungen T 1 -T 2. Wie Tab. 2-a zeigt, fanden im Zuge der kieferorthopädischen Vorbehandlung starke Verlagerungen des Oberkieferinzisalpunktes und des A-Punktes nach anterior bzw. nach posterior statt. Die Oberlippe bewegte sich jedoch deutlich nach posterior. Die Meßwerte des Unterkiefers zeigen ausgeprägte Verlagerungen des Unterkiefers sowohl nach anterior als auch nach posterior.

25 Vertikale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung Spa 0,06 2,40-2,60 1,37 A -0,23 3,30-4,50 2,24 A' 0,46 4,80-5,40 2,45 Ok 1er 0,39 4,60-1,80 1,73 Oberlippe -0,03 4,70-3,70 2,23 Uk 1er 2,04 6,50-1,60 2,37 Unterlippe 0,85 4,60-2,80 1,93 Stomion -0,18 3,40-3,20 1,67 B 0,66 2,60-1,60 1,59 B' 1,52 5,50-4,10 2,31 PM 1,33 5,00-2,10 1,87 Pog 0,72 2,90-1,50 1,25 Pog' -0,43 3,70-3,10 1,74 Me 0,89 2,70-0,90 1,11 Tab. 2-b: Absolute vertikale Verlagerungen T 1 -T 2. Oberlippe, A-Punkt und OK-Inzisalpunkt bewegten sich vertikal, ohne daß eine Tendenz in eine bestimmte Richtung erkennbar war (Tab. 2-b). Der Unterkiefer rotierte leicht (1mm) nach posterior, der Unterkieferinzisalpunkt verlagerte sich deutlicher (Mittelwert >2mm) nach kaudal, im Sinne einer Intrusion der Unterkieferfront Winkeländerungen Meßpunkt Mittelwert [ ] max [ ] min[ ] Standardabweichung [ ] Ok1-SN -2,82 9,90 19,90 7,55 Uk1-Me-Go 0,70 18,20-17,60 9,83 Naslab 0,81 9,30-7,60 4,51 Tab. 2-c: Absolute vertikale Verlagerungen T 1 -T 2. Durch die kieferorthopädische Behandlung wurde die Inklination der Oberkieferfront tendenziell verbessert, die Stellung der Unterkieferfrontzähne dagegen verschlechterte sich leicht. Beide Werte jedoch waren nicht signifikant (Tab. 2-c).

26 Zeitspanne T 2 -T 3; die Operation Sagittale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung A -0,15 1,80-1,80 0,91 A' -0,20 2,20-2,10 0,97 Ok 1er -0,85 1,60-5,50 1,55 Oberlippe 0,12 2,50-2,30 1,13 Uk 1er 3,90 6,23 0,40 2,32 Unterlippe 1,73 7,30-1,20 1,97 Stomion 0,28 5,30-5,00 1,98 B 3,89 7,90 0,40 1,83 B' 3,73 8,10-0,10 2,13 PM 3,65 7,20 0,20 1,90 Pog 3,54 7,20-0,30 1,88 Pog' 3,87 9,60-2,40 2,68 Tab. 3-a: Absolute horizontale Verlagerungen T 2 -T 3. Während der Operation und der Zeit danach fanden nur noch relativ geringe Veränderungen der OK-Meßpunkte (Mittelwerte 0-0,9mm) vorrangig nach posterior statt (Tab. 3-a). Deutlich wird die Verlagerung des Unterkiefers und dessen Weichteilpunkte nach anterior (Durchschnitt Unterlippe 1,7 mm, Pm 3,7 mm). Die maximale Vorverlagerung betrug über 7 mm. Da diese Meßung erst mindestens 6 Monate (Mittelwert 17 Monate) nach der Operation durchgeführt wurde, schließt dieser Wert die eventuellen Umbauprozesse am Unterkiefer während dieser Zeit mit ein Vertikale Verlagerungen Meßpunkt Mittelwert [mm] max [mm] min [mm] Standardabweichung Spa -0,16 2,30-2,80 1,39 A 0,83 3,60-3,00 1,40 A' 0,91 6,30-5,10 2,98 Ok 1er 0,69 4,60-1,40 1,25 Oberlippe 0,01 3,50-4,90 1,78 Uk 1er 1,44 5,30-1,90 1,70 Unterlippe 1,38 3,90-2,90 1,90 Stomion 0,34 2,30-2,30 1,16 B 2,71 7,20-1,50 2,39 B' 2,58 7,20 1,50 2,46 PM 2,20 7,10-3,00 2,66 Pog 1,96 7,00-1,80 2,14 Pog' 2,12 5,80-3,20 2,53 Me 1,85 5,00-0,70 1,57 Tab. 3-b: Absolute vertikale Verlagerungen T 2 -T 3.

27 22 Geringe Veränderungen des Oberkiefers kennzeichnen die zweite Behandlungsphase. Auch die Oberlippe bewegt sich ohne erkennbare Hauptrichtung (Standardabweichung 2,2mm). Der Unterkiefer rotierte um ca 2mm nach posterior (gemessen im Punkt Menton 1,9mm). Die Unterlippe folgte dieser Bewegung nicht ganz (Mittel: 1,4mm, Standardabweichung 1,9mm) (Tab. 3-b) Winkeländerungen: Meßpunkt Mittelwert [ ] max [ ] min[ ] Standardabweichung [ ] Ok1-SN -0,62 6,70-9,40 3,30 Uk1-Me-Go 0,82 16,60-11,40 7,04 Naslab -0,09 11,80-13,50 5,97 Tab. 3-c: Winkeländerungen T 2 -T 3. Die Meßwerte in Tab. 3-c deuten auf eine leichte Verbesserung der oberen Frontinklination hin, während sich die der Unterkieferfront vom Idealwert entfernte. Auch diese Veränderungen der Meßwerte waren nicht signifikant Abhängigkeiten der verschiedenen Meßpunkte Bei der Berechnung der Faktoren, die Einfluß haben auf das Ausmaß der Verlagerung der Weichteilpunkte, wurde versucht, mathematische Modelle zu erstellen, die die Verhältnisse von skelettalen Verlagerungen zu Weichteilbewegungen möglichst realitätsgenau beschreiben. Für die skelettalen Meßwerte Inklination OK-1er und Inklination UK-1er konnte in keinem Fall eine signifikante Beziehung zu Meßpunkten des Weichteilprofils hergestellt werden; auch der Nasolabialwinkel konnte zu keinem weiteren Meßwert in Relation gesetzt werden. Sie wurden daher in der weiteren Auswertung nicht mehr berücksichtigt.

28 Regressionsrechnungen Zunächst wurden die Beziehungen zwischen skelettalen und Weichgewebepunkten durch multiple lineare Regressionsrechnungen bestimmt. Hierbei wurden für alle Weichteilpunkte diejenigen skelettalen Meßpunkte bestimmt, die zur relativen Veränderung des Weichteilprofilpunktes in Relation gesetzt werden konnten. Auch diese Berechnung wurde jeweils für den Zeitraum T 1 -T 3, also für die Veränderungen durch die komplette Behandlung, für die rein kieferorthopädischen Effekte auf das Weichgewebe (T 1 -T 2 ) sowie für Veränderungen durch die Operation (T 2 -T 3 ) durchgeführt. Abbildung 8 zeigt die graphische Darstellung einer linearen Regressionsgleichung am Beispiel Weichteilpogonion zu Punkt PM im Zeitraum T 2 -T 3. Das zugehörige Regressionsmodell lautet: Pog = 1,23106PM 0,6931 Regressionskoeffizient Achsenabschnitt (Intercept) 12 Pog zu PM 10 8 Pog = 1,23106PM - 0, PM 23 [mm] Pog 23 [mm] Abb. 8: Regressionsmodell am Beispiel Pog zu PM im Zeitraum T 2 -T 3.

29 Veränderungen im Zeitraum T 1 -T 3 (Erstvorstellung bis nach der Operation) Sagittale Veränderungen Punkt A (Weichteil A-Punkt): R 2 erklärbare Varianz [%] Tab4-a: Sagittale Werte für Punkt A im Zeitraum T 1 -T 3. Der Weichteil-A-Punkt wird hauptsächlich durch die horizontale Position der Oberkieferinzisivi bestimmt (Tab.4-a), deren vertikale Lageänderung sowie der Achsenabschnitt nicht signifikant sind (p>0,05). Oberlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. 0,38 0,0001 Achsenabschnitt -0,04 0,87 2 OK-1er horiz. 0,29 0,09 OK-1er vert. -0,26 0,0039 Achsenabschnitt 0,18 0,53 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. 0,49 0,0001 Achsenabschnitt 0,26 0,4 2 OK-1er horiz. 0,41 0,0003 OK-1er vert. -0,22 0,18 Achsenabschnitt 0,41 0,17 R 2 erklärbare Varianz [%] 68 (71) Tab. 4-b: Sagittale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 1 -T 3. Auch die Oberlippe wird lediglich durch die horizontale Schneidekantenposition der Oberkieferinzisivi beschrieben, der vertikale Meßwert ist nicht signifikant (Tab. 4-b).

30 25 Unterlippe: R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 4-c: Sagittale Werte für Punkt UL im Zeitraum T 1 -T 3. Die Verlagerung der Unterlippe während der gesamten Behandlung war stark signifikant von der Verlagerung der Oberkiefer- und Unterkieferinzisivi abhängig. Anhand dieser Meßwerte konnte die Unterlippenbewegung hinreichend beschrieben werden. Die Gesamtverlagerung des Unterkiefers, ausgedrückt durch den B-Punkt oder Pogonion, sowie dessen Rotation (Me v) hatten keinen signifikanten Einfluß auf die Unterlippe (Tab.4-c). B (Weichteil B-Punkt): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 UK-1er horiz. 0,66 0,0001 Achsenabschnitt -0,85 0,26 2 UK-1er horiz. 0,65 0,0001 OK-1er horiz. 0,30 0,0055 Achsenabschnitt -0,35 0,58 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 B horiz. 0,96 0,0001 Achsenabschnitt 0,39 0,42 2 B horiz. 0,75 0,0001 UK-1er horiz. 0,26 0,04 Achsenabschnitt -0,12 0,8 R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 4-d: Sagittale Werte für Punkt B im Zeitraum T 1 -T 3.

31 26 Der Weichteil- B-Punkt wurde ausreichend durch den skelettalen B-Punkt erklärt, dies sehr Inzisalpunktes erreicht werden (Tab.4-d). Pog (Weichteil-Pogonion): R 2 erklärbare Varianz [%] 85 Tab. 4-e: Sagittale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 1 -T 3. Der Weichteil-Kinnpunkt korrelierte sehr stark mit der Verlagerung des Unterkiefers. Alle weiteren Meßwerte waren nicht signifikant. Der Achsenabschnitt war signifikant und relativ deutlich (1,6mm). Das heißt, um diesen Betrag bewegte sich der Kinnpunkt in allen Fällen nach anterior (Tab. 4-e) Vertikale Veränderungen Punkt A (Weichteil A-Punkt): genau und signifikant. Eine geringe Verbesserung konnte durch Beachtung des UK- Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 PM horiz. 0,70 0,0001 Achsenabschnitt 1,6 0,0001 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. -0,65 0,0024 Achsenabschnitt 0,6 0,35 2 OK-1er horiz. -0,43 0,05 OK-1er vert. 0,66 0,07 Achsenabschnitt 0,05 0,95 R 2 erklärbare Varianz [%] 41 (51) Tab. 5-a: Vertikale Werte für Punkt A im Zeitraum T 1 -T 3.

32 27 Die vertikale Veränderung von Weichteil-A war nur begrenzt über den horizontalen Wert der OK Inzisivi erklärbar. Vertikale Werte der OK-1er waren nicht mehr signifikant (Tab. 5-a). Oberlippe: R 2 erklärbare Varianz [%] (14) Tab. 5-b: Vertikale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 1 -T 3. Die Oberlippe zeigte mit ihrer vertikalen Verlagerung keine signifikanten Abhängigkeiten zu skelettalen Bezugspunkten (Tab. 5-b). Unterlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Pm horiz. 0,14 0,10 Achsenabschnitt 0,25 0,07 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Pog vert. 0,45 0,0001 Achsenabschnitt 1,05 0,01 2 Pog vert. 0,54 0,0041 B vert. 0,19 0,1243 Achsenabschnitt 0,54 0,275 R 2 erklärbare Varianz [%] 57 (63) Tab. 5-c: Vertikale Werte für Punkt UL im Zeitraum T 1 -T 3. Allein die Verlagerung des Kinnpunktes beschrieb fast 60% der Varianzen. Der Achsenabschnitt war in diesem Fall stark signifikant mit über 1mm, das heisst es kam unabhängig von der tatsächlichen Unterkieferrotation zu einer Absenkung des Unterlippenpunktes um mindestens 1,05mm. Der Einfluß der vertikalen Wertes für den B- Punkt war nicht mehr signifikant (Tab 5-c).

33 28 B (Weichteil B-Punkt) R 2 erklärbare Varianz [%] 43 (45) Tab. 5-d: Vertikale Werte für Punkt B im Zeitraum T 1 -T 3. Die einzige signifikante Relation der vertikalen Verlagerung des Weichteil-B-Punktes besteht zur vertikalen Veränderung des Unterkieferinzisalpunktes (Abb. 5-d). Pog (Weichteil-Pogonion): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 UK-1er vert. 0,65 0,0017 Achsenabschnitt 1,88 0,032 2 UK-1er vert. 0,51 0,142 B vert. 0,16 0,68 Achsenabschnitt 1,82 0,0811 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Me vert. 0,55 0,4 Achsenabschnitt 0,14 0,87 R 2 erklärbare Varianz [%] 22 Tab. 5-e: Vertikale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 1 -T 3. Die vertikale Position des Weichteilkinnpunktes korrelierte nur schwach mit der Unterkieferrotation (Abb. 5-e) Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Die Ergebnisse der Relationen Hartgewebe-Weichteilprofil im Zeitraum T 1 -T 3 lassen sich wie folgt zusammenfassen:

34 29 Sagittal: Meßpunkt Korrellierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' Ok 1er horiz. 57 Oberlippe Ok 1er horiz. 71 Unterlippe Uk 1er horiz,; Ok 1er horiz. 74 B' B horiz,; Uk 1er horiz, 85 Pog' PM horiz. 85 Tab. 6-a: Möglichkeiten zur Beschreibung der verschiedenen Meßpunkte in der Sagittalen T 1 -T 3. Vertikal: Meßpunkt Korrellierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' Ok 1er horiz. 41 Oberlippe --- nicht sig. Unterlippe Pog. vert. 57 B' Uk 1er vert. 43 Pog' Me vert. 22 Tab. 6-b: Möglichkeiten zur Beschreibung der verschiedenen Meßpunkte in der Vertikalen T 1 -T 3. Über den gesamten Behandlungszeitraum hinweg waren sagittale Profilveränderungen relativ gut anhand der skelettalen Verlagerungen zu beschreiben (Tab. 6-a ), während in vertikaler Richtung die Beziehungen weniger deutlich ausgebildet waren (Tab. 6-b) Veränderungen im Zeitraum T 1- T 2 (kieferorthopädische Vorbehandlung) Sagittale Veränderungen Punkt A (Weichteil A-Punkt): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. 0,33 0,0002 Achsenabschnitt -0,26 0,31 R 2 erklärbare Varianz [%] 56 Tab. 7-a: Horizontale Werte für Punkt A im Zeitraum T 1 -T 2. Lediglich die horizontale Position der Oberkieferinzisivi korrelierte mit der Oberlippe. Der skelettale A-Punkt zeigte keine signifikante Beziehung. Dieses Ergebnis entspricht den

35 30 Erwartungen, da sich der A-Punkt in der kieferorthopädischen Phase kaum verändern sollte (Tab. 7.a). Oberlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. 0,38 0,0007 Achsenabschnitt -0,39 0,26 2 OK-1er horiz. 0,30 0,0013 Pog horiz. 0,51 0,0034 Achsenabschnitt -0,13 0,63 3 OK-1er horiz. 0,31 0,0002 Pog horiz. 1,53 0,0007 B horiz. -1,1 0,0089 Achsenabschnitt -0,13 0,58 R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 7-b: Horizontale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 1 -T 2. Anhand der Werte für die Oberkiefer-1er ließen sich 50% der Varianzen erklären. Die Werte für die Unterkieferverlagerung (B-Punkt, Pogonion) schienen signifikante Relationen darzustellen, aber gegenläufige Regressionskoeffizienten auf einer anatomischen Einheit (B- Punkt und Pogonion liegen beide am Unterkiefervorderrand) legten die Vermutung nahe, daß es sich hierbei um Artefakte handelte (Tab.7-b).

36 31 Unterlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Pog horiz. 0,72 0,002 Achsenabschnitt 0,84 0,038 1 OK-1er horiz. 0,37 0,0024 Achsenabschnitt 0,62 0,429 1 UK-1er horiz. 0,58 0,0033 Achsenabschnitt -0,07 0,867 2 Pog horiz. 0,55 0,004 OK-1er horiz. 0,28 0,005 Achsenabschnitt 0,89 0,009 3 UK-1er horiz. 0,28 0,103 OK-1er horiz. 0,27 0,19 PM horiz. 0,31 0,09 Achsenabschnitt 0,46 0,19 R 2 erklärbare Varianz [%] (71) Tab. 7-c: Horizontale Werte für Punkt UL im Zeitraum T 1 -T 2. Tab. 7-c zeigt, daß die Unterlippe während der kieferorthopädischen Vorbehandlung durch die Verlagerungen des Unterkiefers (Pog) und der Oberkiefer- und Unterkieferschneidezähne beeinflußt wurde. Als multiple Regressionsgleichung mit den Punkten Pog und OK-1er wurde so eine erklärbare Varianz von 67% erreicht. Das Regressionsmodell mit allen drei Meßwerten war nicht mehr signifikant.

37 32 B (Weichteil B-Punkt) R 2 erklärbare Varianz [%] 58 (67) (74) Tab. 7-d: Horizontale Werte für Punkt B im Zeitraum T 1 -T 2 Für den Weichteil-B-Punkt bestätigte sich eine klare Korrelation zum skelettalen B-Punkt. Die Beziehungen zu den vertikalen Meßpunkten des Unterkiefers schienen Artefakte zu sein, wie die gegensätzlichen Relationskoeffizienten zeigten. Sie lagen außerhalb der Signifikanzgrenze (p>0,05) (Tab. 7-d). Pog (Weichteil-Pogonion): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 B horiz. 0,72 0,0001 Achsenabschnitt 0,06 0,83 2 B horiz. 0,57 0,0018 Me vertikal -0,54 0,0513 Achsenabschnitt 0,46 0,167 3 B horiz. 0,73 0,0004 Me vertikal -0,87 0,0085 B vertikal 0,46 0,06 Achsenabschnitt 0,54 0,09 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 PM horiz. 1,0 0,0001 Achsenabschnitt 0,29 0,31 R 2 erklärbare Varianz [%] 77 Tab. 7-e: Horizontale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 1 -T 2. Der Weichteil-Kinnpunkt folgte der Unterkieferbewegung signifikant um 100% (Regressionskoeffizient 1,0). Der Achsenabschnitt war nicht signifikant, das heißt der Koeffizient konnte als Quotient betrachtet werden (Tab 7-e). (vgl. Abschnitt , Seite 42)

38 vertikale Veränderungen Punkt A (Weichteil A-Punkt): R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 8-a: Vertikale Werte für Punkt A im Zeitraum T 1 -T 2. Tab. 8-a zeigt Abhängigkeiten vom Punkt A zu den Oberkieferinzisivi und dem skelettalen A- Punkt, die in der Kombination über 60% der Varianzen erklärten. Oberlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er vertikal. 0,9 0,0035 Achsenabschnitt 0,11 0,81 2 OK-1er vertikal. 0,74 0,0049 A vertikal 0,51 0,01 Achsenabschnitt 0,29 0,47 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Me vertikal 0,74 0,12 Achsenabschnitt -0,7 0,29 R 2 erklärbare Varianz [%] (13) Tab. 8-b: Vertikale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 1 -T 2. Die Oberlippe zeigte vertikal keine signifikanten Korrelationen zu den skelettalen Punkten (Tab. 8-b).

39 34 Unterlippe: R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 8-c: Vertikale Werte für Punkt UL im Zeitraum T 1 -T 2. Die vertikale Unterkieferbewegung allein konnte die vertikale Unterlippenposition kaum erklären (30%), ebensowenig die vertikale Verlagerung des Unterkieferinzisalpunkts (23%). Erst die horizontalen Werte für die Unterkieferinzisivi brachten ein befriedigendes Ergebnis (47%). In dieser Behandlungsphase also, in der hauptsächlich dentale Veränderungen stattfanden, verlagerte sich die Unterlippe in dem Maße nach kaudal, wie stark die Unterkieferinzisivi protrudiert wurden (Tab 8-c). B ( Weichteil B-Punkt) Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 PM vertikal 0,57 0,015 Achsenabschnitt 0,1 0,83 1 UK-1er vert. 0,39 0,037 Achsenabschnitt 0,05 0,92 2 PM vertikal 0,68 0,0029 UK-1er horiz. 0,37 0,035 Achsenabschnitt -0,36 0,45 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 UK-1er vertikal 0,6 0,005 Achsenabschnitt 0,3 0,6 2 UK-1er vertikal 0,93 0,009 B vertikal 0,61 0,21 Achsenabschnitt 0,03 0,9 R 2 erklärbare Varianz [%] 38 (43) Tab. 8-d: Vertikale Werte für Punkt B im Zeitraum T 1 -T 2.

40 35 Die Unterkiefer 1-er bestimmten mit ihrer vertikalen Bewegung den Weichteil-B-Punkt. Allerdings zeigte R 2, daß dies kein verläßliches Modell darstellte (Tab. 8-d). Die vertikale Verlagerung des B-Punktes war nicht mehr signifikant. Pog (Weichteil-Pogonion): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Me vert. 0,87 0,014 Achsenabschnitt -1,2 0,014 R 2 erklärbare Varianz [%] 31 Tab. 8-e: Vertikale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 1 -T 2. Tab 8-e zeigte, daß der Kinnpunkt der Unterkieferrotation folgte, wobei auch bei kleinen Rotationen der Kinnpunkt um mindestens 1,2mm nach kaudal wanderte. Insgesamt aber war die Varianz relativ hoch (R 2 = 31%) Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Die Ergebnisse der Relationen Hartgewebe-Weichteilprofil im Zeitraum T 1 -T 2 lassen sich wie folgt zusammenfassen: Sagittal: Meßpunkt Korrellierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' Ok 1er horiz. 56 Oberlippe Ok 1er horiz. 50 Unterlippe Pog horiz.; Ok 1er horiz. 67 B' B horiz,; 58 Pog' PM horiz. 77 Tab. 9-a: Abhängigkeiten der Profiländerungen von den skelettalen Meßpunkten in sagittaler Richtung während des Zeitraums T 1 -T 2.

41 36 Vertikal: Meßpunkt Korrellierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' Ok 1er vertikal,; A vertikal 61 Oberlippe --- nicht sig. Unterlippe Pm vertikal,; Uk 1er horiz. 47 B' Uk 1er vert. 38 Pog' Me vert. 31 Tab. 9-b: : Abhängigkeiten der Profiländerungen von den skelettalen Meßpunkten in vertikaler Richtung während des Zeitraums T 1 -T 2. Auch die kieferorthopädische Vorbehandlung verursachte Profiländerungen, die in der Sagittalen besser beschrieben werden konnten als in der Vertikalen. Wie auch über den gesamten Behandlungszeitraum hinweg, ließ sich die vertikale Verlagerung der Oberlippe durch die KFO-Vorbehandlung nicht mathematisch fassen (Tab 9 a und b) Veränderungen im Zeitraum T 2 -T 3 (Zustand vor, bis mind. 6 Monate nach der Operation) Sagittale Veränderungen: Punkt A (Weichteil A-Punkt): Es bestanden keine signifikanten Abhängigkeiten zu Weichteilpunkt-A, was angesichts der Tatsache, daß nur im Unterkiefer operiert wurde, auch zu erwarten war. Oberlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 OK-1er horiz. 0,37 0,029 Achsenabschnitt 0,44 0,15 R 2 erklärbare Varianz [%] 30 Tab. 10-a: : Horizontale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 2 -T 3.

42 37 Die Bewegung der Oberlippe während der Operation und der Zeit danach ließ sich nur unzureichend (R 2 : 30%) durch die Stellungsänderungen in der Oberkieferfront beschreiben. Andere Abhängigkeiten konnten nicht aufgedeckt werden (Tab.10-a). Unterlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 UK-1er horiz. 0,52 0,0015 Achsenabschnitt -0,21 0,76 1 Pm horiz. 0,54 0,011 Achsenabschnitt -0,1 0,91 1 OK-1er horiz. 0,51 0,0465 Achsenabschnitt 2,5 0, UK-1er horiz. 0,36 0,15 Pm horiz. 0,16 0,55 OK-1er horiz. 0,15 0,555 Achsenabschnitt -0,04 0,966 R 2 erklärbare Varianz [%] (48) Tab. 10-b: Horizontale Werte für Punkt UL im Zeitraum T 2 -T 3. Die Unterlippenbewegung war am genauesten durch die Unterkieferfront beschreibbar. Auch die Referenzpunkte PM und Oberkiefer-1er zeigten Abhängigkeiten. Eine gemeinsame Beurteilung aller drei Werte brachte jedoch keine signifikante Verbesserung (Tab. 10-b).

43 38 B ( Weichteil B-Punkt): R 2 erklärbare Varianz [%] 78 (82) Tab. 10-c: Horizontale Werte für Punkt B im Zeitraum T 2 -T 3. Der Weichteil B-Punkt wurde hinreichend (78%) durch den skelettalen Punkt B beschrieben. Die vertikale Verlagerung von Pogonion war mit p=0,58 gerade nicht mehr signifikant (Tab. 10-c). Pog (Weichteil-Pogonion): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 B horiz. 0,89 0,0001 Achsenabschnitt 0,46 0,39 2 B horiz. 0,80 0,0001 Pog vertikal 0,2 0,058 Achsenabschnitt 0,36 0,47 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Korrelationskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 PM horiz. 1,23 0,0001 Achsenabschnitt -0,69 0,31 erklärbare Varianz [%] 80 Tab. 10-d: Horizontale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 2 -T 3. Der Kinnpunkt führte die Unterkiefervorverlagerung mit einem Koeffizienten von über 1 aus, das heißt, er wanderte bis zum Zeitpunkt T 3 weiter anterior als die skelettale Basis (Tab. 10-d). Möglicherweise haben Umbauprozesse in der Zeit nach der Operation das wahre Ausmaß der Vorverlagerung verdeckt.

44 Vertikale Veränderungen Punkt A (Weichteil-A-Punkt): Für die vertikale Bewegung des Weichteil-A-Punktes wurden keine Beziehungen zu anderen Meßpunkten gefunden. Oberlippe: Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 UK-1er horiz. -0,45 0,012 Achsenabschnitt 2,1 0,014 R 2 erklärbare Varianz [%] 32 Tab. 11-a: Vertikale Werte für Punkt OL im Zeitraum T 2 -T 3. Die Beziehung in Tab 11-a kann folgendermaßen beschrieben werden: Grundsätzlich bewegte sich die Oberlippe durch die Operation nach kaudal. Diese Bewegung fiel aber umso kleiner aus, je weiter der Unterkiefer vorverlagert wurde. Allerdings zeigte diese Regel hohe Varianzen (R 2 weit unter 50%). Unterlippe: Die vertikale Lagebeschreibung der Unterlippe in der operativen und postoperativen Phase konnte zu keinem skelettalen oder dentalen Meßwert in Beziehung gesetzt werden.

45 40 B ( Weichteil B-Punkt): R 2 erklärbare Varianz [%] Tab. 11-b: Vertikale Werte für Punkt B im Zeitraum T 2 -T 3. Erstaunlicherweise zeigte ein horizontaler skelettaler Wert des Unterkiefers die höchste Korrelation zu dem vertikalen Wert für B. Eine mögliche Erklärung bildete die Tatsache, daß die Unterkiefervorverlagerung die Hauptbewegung in dieser Behandlungsphase war. Erst an zweiter Stelle stand der vertikale Meßwert der Unterkieferfront. Zusammen ergab sich ein relativ zuverlässiges mathematisches Modell (Tab. 11-b). Pog (Weichteil-Pogonion): Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 B horiz. 0,69 0,011 Achsenabschnitt -0,02 0,98 2 B horiz. 0,55 0,03 UK-1er vertikal 0,53 0,04 Achsenabschnitt -0,34 0,74 Anzahl der Meßpunkte Meßpunkte Regressionskoeffizient Irrtumswahrscheinlichkeit (p) 1 Me vertikal. 0,56 0,128 Achsenabschnitt 0,97 0,31 R 2 erklärbare Varianz [%] (13) Tab. 11-c: Vertikale Werte für Punkt Pog im Zeitraum T 2 -T 3. Wie aus Tab. 11-c ersichtlich, konnte die vertikale Änderung des Kinnpunktes nicht signifikant mit den Veränderungen der Meßwerte des Unterkiefers (Menton) in Beziehung gesetzt werden.

46 Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse Die Ergebnisse der Relationen Hartgewebe-Weichteilprofil im Zeitraum T 2 -T 3 lassen sich wie folgt zusammenfassen: Sagittal: Meßpunkt Korrelierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' --- nicht sig. Oberlippe Ok 1er horiz. 30 Unterlippe Uk 1er horiz. 46 B' B horiz, 78 Pog' PM horiz. 80 Tab. 12-a: Abhängigkeiten der Profiländerungen von den skelettalen Meßpunkten horizontal während T 2 -T 3. Vertikal: Meßpunkt Korrelierende Meßpunkte erklärbare Varianz [%] A' --- nicht sig. Oberlippe Ok 1er horiz. 71 Unterlippe --- nicht sig. B' B horiz,; Uk 1er horiz, 48 Pog' --- nicht sig. Tab. 12-b: Abhängigkeiten der Profiländerungen von den skelettalen Meßpunkten vertikal während T 2 -T 3. Die sagittalen Profilveränderungen in der chirurgischen Phase waren im Unterkiefer relativ gut mathematisch nachzuvollziehen, während vertikale Bewegungen von Unterlippe und Kinnpunkt nicht beschrieben werden konnten. Auch für die Verlagerungen des A-Punktes konnten keine signifikanten Relationen gefunden werden (Tab.12 a und b).

47 Erklärbare Varianzen der Meßpunkte In Tab.13 sind die maximalen noch signifikant (p< 0,05) erklärbaren Varianzen der kephalometrischen Meßpunkte aufgelistet. R 2, maximal erklärbare Varianz in % Meßpunkt Zeitspanne T1-T2; kieferorthopädische Vorbehandlung Zeitspanne T2-T3; die Operation Zeitspanne T1-T3; Erstberatung- nach der Operation A' horizontal A' vertikal Oberlippe horizontal Oberlippe vertikal Unterlippe horizontal Unterlippe vertikal B' horizontal B' vertikal Pog' horizontal Pog' vertikal Tab. 13: Erklärbarkeit der Weichteilveränderungen durch Regressionsmodelle. Generell ließen sich die vertikalen Weichteilveränderungen schlechter beschreiben als die horizontalen, insbesondere die Punkte Pog und B` (Tab.14). Die kieferorthopädische Vorbehandlung ließ sich wesentlich besser mathematisch darstellen als die Phase der Operation (T 2 -T 3 ), in der vor allem Profilpunkte des Oberkiefers und vertikale Verlagerungen des Unterkieferprofils kaum in Regressionsmodellen zu fassen waren Beschreibung durch Quotienten Die Beschreibung der Abhängigkeiten von skelettalen und dentalen Verlagerungen zu den Weichteilveränderungen durch Quotienten (Verhältniszahlen, ratios), wie sie im Computerprogramm QuickCeph 2000 verwendet werden, ließ sich in dieser Studie nicht ohne Weiteres nachvollziehen: Verlagerung Weichteilpunkt Quotient = Verlagerung skelettaler Punkt Kleine Werte der skelettalen Verlagerungen, zum Teil auch negativ, bei Verlagerungen nach posterior, ließen den Nenner gegen Unendlich gehen oder negative Werte annehmen.

48 43 Erst durch Erstellung eines linearen Regressionsmodells ohne Achsenabschnitt (Intercept) konnten Quotienten annäherungsweise bestimmt werden (Abb.9). Pog zu PM Regressionsmodell mit Intercept: Pog = 1,23106PM - 0, Regressionsmodell ohne Intercept: Pog = 1,09PM Pog T2-T3 Abb.9: Regressionsgleichung mit und ohne Intercept für die Beziehung Pog -PM im Zeitraum T 2 -T Zeitspanne T 1 -T 3 ; Erstberatung bis nach der Operation Die Ergebnisse für den Zeitraum T 1 -T 3, also von der Erstvorstellung bis ca. 6 Monate nach der Operation, im Vergleich mit den voreingestellten Werten des Computerprogramms sind in Tabelle 14-a dargestellt. Verhältniszahl QuickCeph 2000 sagittal Verhältniszahl Studie Meßpunkt Ok1- Oberlippe 0,66 0,46 Ok1- Unterlippe 0,44 0,31 Uk1- Unterlippe 0,22 0,78 Verhältniszahl QuickCeph 2000 vertikal Verhältniszahl Studie PM- Unterlippe 0,66 0,75 1,00 0,53 PM- Pog 1,00 0,99 1,00 0,40 Tab. 14-a: Quotienten im Zeitraum T 1 -T 3.

49 44 Die Lage der Unterlippe berechnete das Computerprogramm aus den Verlagerungen von Unterkiefer-1er, Oberkiefer-1er und des gesamten Unterkiefers (PM). Aus diesem Grund wurden die Verhältniszahlen aus dieser Studie durch multiple Regressionsgleichungen ohne Achsenabschnitt (Intercept) berechnet. Da die Bewegung der Unterkieferfront getrennt von der des Unterkiefers einfließt, wurde der Quotient entsprechend zur Verlagerung des Inzisalpunkts abzüglich der Bewegungen an PM berechnet. Die größte Übereinstimmung mit den voreingestellten Quotienten des Computerprogramms fanden sich bei den Werten für die horizontale Verlagerung des Weichteilpogonions, die größte Diskrepanz dagegen zu den Quotienten für die vertikalen Bewegungen von Unterlippe und Weichteilpogonion (Tab. 14-a) Zeitspanne T 1 -T 2; die kieferorthopädische Vorbehandlung Tab. 14-b zeigt dieselben Berechnungen für alle orthodontischen Zahnbewegungen und die dadurch verursachten Verlagerungen des Unterkiefers (Zeitraum T 1 -T 2 ). Verhältniszahl QuickCeph 2000 sagittal Verhältniszahl Studie Meßpunkt Ok1- Oberlippe 0,66 0,40 Ok1- Unterlippe 0,44 0,25 Uk1- Unterlippe 0,22 0,40 Verhältniszahl QuickCeph 2000 vertikal Verhältniszahl Studie PM- Unterlippe 0,66 0,61 1,00 0,59 PM- Pog 1,00 0,97 1,00 0,16 Tab. 14-b: Quotienten im Zeitraum T 1 -T 2. Auch hier liegen die größten Unterschiede bei den vertikalen Punkten (Tab. 14-b), während die Voreinstellungen für die Werte von Pog und Unterlippe zu PM weitgehend mit den Untersuchungsergebnissen übereinstimmten.

50 Zeitspanne T 2 -T 3; die Operation Verhältniszahl QuickCeph 2000 sagittal Verhältniszahl Studie Meßpunkt Ok1- Oberlippe 0,66 0,26 Ok1- Unterlippe 0,44 0,16 Uk1- Unterlippe 0,22 0,36 Verhältniszahl QuickCeph 2000 vertikal Verhältniszahl Studie PM- Unterlippe 0,66 0,52 1,00 0,35 PM- Pog 1,00 1,09 1,00 0,61 Tab. 14-c: Quotienten im Zeitraum T 2 -T 3. Tab. 14-c zeigt die Quotienten für die Phase der Operation und der anschließenden okklusalen Feineinstellung. Wie in den anderen Untersuchungszeiträumen fanden sich die grössten Unterschiede bei der Beurteilung der vertikalen Verlagerungen; auch die Quotienten für die Verlagerungen von Unter- und Oberlippe zu Bewegungen des OK-Inzisalpunktes unterschieden sich stark von den Computervoreinstellungen. Dagegen stimmten die Voreinstellungen für die Werte von Pog und die Relation Unterlippe PM weitgehend mit den Untersuchungsergebnissen überein. 3.2 Die Simulation Zu Behandlungsbeginn wurden die zu erwartenden Veränderungen der skelettalen und dentalen Strukturen nach den beschriebenen Regeln am Computer simuliert Skelettale Meßpunkte Die skelettalen Strukturen wurden nach den oben beschriebenen Regeln im Sinne des zu erwartenden Operationsergebnisses am Bildschirm verschoben. In Tab.15 sind die Abweichungen von den Meßwerten zum Zeitpunkt T 3 zusammengestellt.

51 46 Meßpunkt Durchschnitt [mm] Std [mm] max [mm] min [mm] A Punkt sagit. 0,72 1,38 3,80-1,60 A Punkt vert. -0,57 1,79 2,60-4,20 Ok Inzisalpunkt sag. -0,69 1,12 1,70-2,50 Ok Inzisalpunkt vert. -0,93 1,47 1,60-4,20 Uk Inzisalpunkt sag. -0,93 1,37 1,30-3,40 Uk Inzisalpunkt vert. -0,71 1,48 2,20-4,30 B Punkt sag. 1,07 1,59 4,00-2,60 B Punkt vert. -2,32 1,88 0,70-5,20 PM sag. 1,14 1,88 4,60-2,60 PM vert. -2,27 2,41 1,40-7,60 Pogonion sag. 1,41 1,75 4,00-1,40 Pogonion vert. -1,61 2,88 5,70-9,70 Menton vert. -1,48 1,67 2,30-4,90 Achsenstellung OK [ ] -1,34 6,26 15,00 11,30 Achsenstellung UK [ ] -0,70 5,63 10,30-12,40 Tab. 15: Fehler bei der Vorhersage der skelettalen Veränderungen durch die gesamte Behandlung. Positive Werte in Tab.15 bedeuten, daß die Simulation im Vergleich zum tatsächlichen Ergebnis weiter anterior bzw. kaudal lag. Die größten Differenzen zwischen der Simulation und dem tatsächlichen Behandlungsergebnis traten bei den vertikalen Werten auf, vor allem des Unterkiefers, dessen posteriore Rotation in der Simulation unterschätzt wurde. Die sagittale Verlagerung hingegen fiel um durchschnittlich 1 1,5 mm weiter posterior aus als in der Simulation angenommen Weichteilprofilpunkte Daraufhin wurden die zu erwartenden Weichteilveränderungen berechnet: 1. Über die im Computer eingestellten Quotienten. 2. Mit den Regressionsgleichungen aus der Studie. In Tab. 16 sind die Absolutwerte der Abweichungen der vorhergesagten Profilpunkte vom tatsächlichen Ergebnis der Behandlung zusammengestellt.

52 47 Abweichung des Behandlungsergebnis von der Simulation durch: Quotienten QuickCeph 2000 Regressionsmodelle Studie Meßpunkt Durchschnitt [mm] Std [mm] Durchschnitt [mm] Std [mm] A sagit. 0,88 0,76 0,83 0,79 A vert. 2,39 2,49 2,05 1,33 Oberlippe sag. 1,20 1,89 0,91 0,76 Oberlippe vert. 1,31 1,06 1,40 0,77 Unterlippe sag. 1,34 1,13 1,50 1,10 Unterlippe vert. 1,48 1,51 1,38 1,12 B sag. 1,09 1,04 1,41 0,88 B vert 2,74 1,99 2,02 1,35 Pog sag. 1,23 1,26 1,33 1,11 Tab. 16: Absolute (vorzeichenfreie) Fehler der verschiedenen Vorhersagemodelle zum Zeitpunkt T 1. Der durchschnittliche absolute Fehler der beiden Vorhersagemodelle in Tab.16 variierte nur geringfügig; auffällig war die kleinere Standardabweichung des Regressionsmodells. Dieser Befund bedeutet, daß es weniger extrem falsche Prognosen (Ausreißer) bei Anwendung der Regressionskoeffizienten gab. Meßpunkt Differenz der absoluten Fehler [mm] Stdandardabw. [mm] Irrtumswahrscheinlichkeit p A sagit. 0,05 0,59 0,82 A vert. 0,33 2,42 0,82 Oberlippe sag. 0,29 0,85 0,82 Oberlippe vert. -0,09 0,95 0,82 Unterlippe sag. -0,14 0,71 0,82 Unterlippe vert. 0,1 0,85 0,82 B sag. -0,31 0,67 0,41 B vert 0,72 2,31 0,12 Pog sag. -0,1 0,74 0,5 Pog vert. -0,2 0,89 0,5 Tab. 17: Differenzen der absoluten (vorzeichenfreien) Fehler der beiden Vorhersagemodelle (QuickCeph 2000 / Regressionsmodelle dieser Studie). Tab. 17 zeigt den Vergleich der absoluten Fehler zwischen dem Computerprogramm mit Originaleinstellung und den Regressionsmodellen aus der Studie. Positive Werte stehen für eine bessere Prognose durch die Regressionskoeffizienten. Die Qualität der Vorhersage über den gesamten Behandlungsverlauf konnte durch die Verwendung der Regressionskoeffizienten für viele Werte geringfügig verbessert werden. Jedoch war keiner der Unterschiede signifikant (p>0,05).

53 Fehlerberechnung Für eine Anzahl zufällig ausgesuchter Behandlungsfälle (n=15) wurden sämtlich Meßpunkte vom selben Behandler erneut eingezeichnet. Die Zeit zwischen erster und zweiter Durchzeichnung betrug mindestens 2 Monate. Tab. 18-a zeigt die mittleren Fehler der einzelnen skelettalen Meßpunkte; in Tab.18-b sind die Fehler der einzelnen Weichteilprofilpunkte dargestellt. Meßpunkt Durchschn. [mm] Toleranzintervall min [mm] max [mm] von bis A Punkt sagit. 0,51-0,95 1,97-0,20 1,90 A Punkt vert. 0,32-2,26 2,90-2,10 2,10 Ok Inzisalpunkt sag. 0,05-0,82 0,91-0,70 0,70 Ok Inzisalpunkt vert. 0,87-0,57 0,74-0,40 0,90 Uk Inzisalpunkt sag. -0,01-0,82 0,79-0,70 0,50 Uk Inzisalpunkt vert. -0,19-1,36 0,98-0,90 0,90 B Punkt sag. 0,04-0,68 0,76-0,40 0,70 B Punkt vert. 0,33-2,00 2,60-1,70 2,10 PM sag. -0,12-1,59 1,35-1,70 0,80 PM vert. -0,31-4,07 3,45-3,00 3,30 Pogonion sag. -0,01-0,72 0,71-0,70 0,80 Pogonion vert. -0,22-2,32 1,88-1,90 1,20 Menton vert. 0,07-0,57 0,71-0,40 0,70 Achsenstellung OK [ ] -0,05-6,12 6,03-6,40 3,60 Achsenstellung UK [ ] -0,22-3,68 3,24-2,50 2,20 Tab. 18-a: Reproduzierbarkeit der skelettalen Röntgenkephalometriepunkte. Meßpunkt Durchschn. [mm] Toleranzintervall min [mm] max [mm] von bis A vert. 1,04-3,20 5,28-2,40 5,10 Oberlippe sag. 0,13 1,06 1,33-1,20 0,90 Oberlippe vert. 0,25-1,97 2,48-1,20 1,90 Unterlippe sag. -0,03-0,58 0,53-0,50 0,30 Unterlippe vert. -0,03-2,52 2,47-1,80 1,80 B sag. -0,11-0,78 0,56-0,60 0,70 B vert 0,33-2,00 2,67-1,70 2,10 Pog sag. -0,04-1,44 1,37-1,20 1,20 Pog vert. -0,13-3,30 3,05-3,70 1,60 Tab. 18-b: Reproduzierbarkeit der Haut-Kephalometriepunkte. Den Tabellen ist zu entnehmen, daß alle Meßpunkte, die durch Tangenten konstruiert werden, in der Richtung der Tangentenachse signifikant unzuverlässiger waren als die entsprechenden

54 49 Punkte quer dazu. Hierzu gehören alle vertikalen Werte des Weichteilprofils sowie die skelettalen Referenzpunkte A-Punkt, B-Punkt, PM und Pogonion. Die sagittalen Werte sowohl des Weichteilprofils, als auch der knöchernen Punkte konnten ausreichend genau reproduziert werden (Toleranzintervalldifferenz < 3).

55 50 4. Diskussion Bei der Betrachtung der absoluten Veränderungen wies die Untersuchungsgruppe trotz relativ enger Patientenauswahl auffallend starke Unterschiede im Ausmaß der Verlagerung des Unterkiefers am Ende der Behandlungszeit auf. Die Mandibula wurde zwar im Durchschnitt um 3,5 mm (gemessen am PM-Punkt, Std. 2,67 mm) nach anterior bewegt, es kamen jedoch maximale Verlagerungen von 8,5 mm sowie ein Fall mit einer letztendlich 2 mm weiter posterioren Unterkieferlage zum Zeitpunkt T 3 vor. An den Meßpunkten Pogonion und B-Punkt waren die Verhältnisse ähnlich. Diese starken Varianzen lassen auf in Einzelfällen sehr unterschiedliche Verlagerungen während der Operation schließen, bei einigen Patienten kam es wohl hauptsächlich zu einer vertikalen oder horizontalen Schwenkung des Unterkiefers. Nach Untersuchungen von Quast et al. (1983), Dermaut und De Smit (1989) und Hack et al. (1993) sind auch Veränderungen durch Umbauprozesse im Zeitraum von der Operation bis zum Zeitpunkt T 3 (Durchschnitt: 17 Monate, min: 6,3 Monate, max: 21 Monate) anzunehmen. Die vertikalen Meßungen ergaben eine posteriore Rotation der Mandibula von durchschnittlich 3,2mm (gemessen am Punkt Me). Ein Ergebnis, das nach Nivellierung der Spee schen Kurve mit teilweiser Extrusion der Molaren zur Bißhebung zu erwarten war. Auch der A-Punkt verlagerte sich im Zeitraum T 2 T 3 im Durchschnitt um 0,7 mm nach posterior mit starken Schwankungen in beide Richtungen (Std. 1,4 mm), was mit der Verlagerung des OK-Inzisalpunktes (Durchschnitt 1,4mm nach posterior, Std.3,1 mm) und der damit verbundenen Winkeländerung der Inzisivi in Beziehung steht. Bei der Betrachtung der einzelnen Behandlungsschritte fällt auf, daß schon während der kieferorthopädischen Vorbehandlung starke Verlagerungen des Unterkiefers sowohl nach anterior als auch nach posterior auftraten. (PM: Durchschnitt: -0,4 mm, min.: -4 mm, max.:3,5 mm). Schon in dieser Phase rotierte der Unterkiefer um 0,89 mm nach posterior (gemessen am Punkt Me). Die orthodontischen Veränderungen haben also durch Aufhebung von dentoalveolären Kompensationen und Zwangsbissen bzw. Extrusion der Molaren auch Auswirkungen auf die Lage des Unterkiefers. Die Veränderungen durch die Operation wurden durch die Resultate für den Zeitraum T 2 -T 3 (kurz vor, bis mindestens 6 Monate nach der Operation) beschrieben. Hier fand, wie zu erwarten, eine deutliche Vorverlagerung des Unterkiefers statt. Der knöcherne B-Punkt, PM- Punkt und Pogonion, sowie der Unterkiefer-Inzisalpunkt bewegten sich deutlich nach anterior (gemessen am PM-Punkt: Durchschnitt: 3,65 mm, Std.1,9 mm). Die Weichteilpunkte folgten

56 51 dieser Bewegung weitgehend, jedoch mit wesentlich größerer Varianz (Pog : Durchschnitt: 3,87 mm, Std. 2,68 mm). Auffällig ist, daß die Unterlippe dieser Vorverlagerung nur in beschränktem Maß folgte (Durchschnitt 1,73 mm, Std.1,97 mm), was für eine Beeinflussung der Unterlippe durch andere Strukturen (OK-Inzisivi, dreidimensionale Morphologie der Gesichtsmuskulatur) steht (Dermaut und DeSmit 1989). Verlagerungen des OK-Inzisalpunktes und des A-Punktes, sowie der zugehörigen Weichteilpunkte (Oberlippe und Weichteil-A-Punkt) sind Ausdruck für postoperative Veränderungen, die auch von Quast et al. (1983) beobachtet wurden, während Ewing und Ross (1992) wenig Änderung im Jahr nach der Operation feststellten. Damit wird deutlich, daß eine Simulation des Behandlungsverlaufs zum Zeitpunkt des Therapiebeginns (T 1 ) andere Voraussetzungen hat, als zum Zeitpunkt kurz vor der Operation (T 2 ), da unter anderem das Ausmaß und die Auswirkungen der kieferorthopädischen Vorbehandlung in die Vorhersage integriert werden müssen. Die Darstellung der Abhängigkeiten von Weichteilprofil zu Hartgewebe konnte in unserem Patientengut nur unzureichend durch Quotienten (Ratios, Verhältniszahlen) beschrieben werden. Auch Mommaertz und Marxer (1987) und Quast et al. (1983) beschrieben die Verhältnisse durch Regressionsmodelle, die sie in Quotienten umrechneten. Takashi et al. (2002) untersuchten 14 Patienten und bestimmten mit Hilfe multipler Regressionsmodelle signifikante Abhängigkeiten zu verschiedenen skelettalen Punkten, darunter einige, die in keiner anatomischen Beziehung zu den Weichteilpunkten standen. Sie werteten diese Korrelationen als Artefakte. Dennoch benutzte eine Reihe vorangegangener Autoren ausschließlich Quotienten (ratios) zur Darstellung der Weichteilverlagerung im Bezug zu entsprechenden Hartgewebspunkten. Es ist anzunehmen, daß die Untersucher ihr Patientengut zusätzlich nach dem Gesichtspunkt einer deutlichen Unterkiefer-Vorverlagerung in der Operation ausgewählt haben und somit dem mathematischen Problem der kleinen Nenner entgangen sind. So fanden Gerbo et al bei 11 Patienten durchschnittlich 7 mm mandibulärer Vorverlagerung, Schultes et al. untersuchten Patienten mit 6,06 mm mittlerer Vorverlagerung, Mommaertz und Marxer ermittelten 1987 bei 35 Probanden eine Reduktion des Overjets um durchschnittlich 5,8 mm und Quast et al. arbeiteten in ihrer Studie mit 18 Patienten, die operativ um durchschnittlich 4,35 mm vorverlagert worden waren.

57 52 Da allerdings die Ungenauigkeit der Quotientenmodelle vorwiegend bei kleinen Verlagerungen zum Tragen kommt, wird der absolute Fehler relativ gering ausfallen, was die Verwendung der Quotienten im klinischen Gebrauch legitimiert. Meßpaare QuickCeph Talbott (1975) Mommaertz, Marxer (1987) Quast et.al. (1983) OL - OK1er 0,66 0,21 UL - UK1er 0,22 0,85 0,56 (0,61UK1-1,96) B - B 1,01 1,06 (1,0B- 0,54) Pog - Pog 1,00 1,04 0,92 UL - OK1 0,44 [0,1] UL - PM 0,66 0,628 Lines, Steinhauser (1974) 0,89 (1,44UK1-4,9) 0,67 Athanasiou et al. (1990) 0,98 (1,23B-1,8) 0,97 (1,04Pog-0,27) 1,00 1,04 0,75 (zu Pog) Tab. 19-a: Zusammenstellung der Quotientenangaben aus der Literatur; [ ] = nicht signifikant. Meßpaare Quotient T1-T2 Quotient T2-T3 QuotientT1-T3 OL - OK1er 0,4 [0,26] 0,46 UL - UK1er 0,57 0,49 0,53 Pog - Pog 0,97 1,09 0,99 UL - OK1er 0,34 [-0,09] [-0,03] UL - PM 0,55 0,52 0,63 Tab. 19-b: Quotienten aus dieser Studie; [ ] = nicht signifikant; p>0,05. Die Ergebnisse dieser Untersuchung spiegeln weitgehend die Ergebnisse der vorangegangenen Studien wider (Tab 19 a und b). Auch in der Computersoftware QuickCeph 2000 wird die Bewegung der Unterlippe anhand der Verlagerungen von OK-Inzisalpunkt, UK-Inzisalpunkt und PM-Punkt berechnet. Im Grunde handelt es sich dabei um eine multiple Regressionsgleichung ohne Achsenabschnitt, denn alle drei ratios werden summarisch zur Berechnung des Unterlippenpunktes verwendet. Ein Vergleich mit singulären Quotienten ist also streng mathematisch nicht zulässig. Multiple lineare Regressionsgleichungen erwiesen sich als die realitätsnäheren mathematischen Modelle. Bei einigen Weichteilpunkten bestehen Abhängigkeiten zu mehreren skelettalen Meßwerten, die zu einer wesentlich genaueren Beschreibung der tatsächlichen Abläufe führte. Bei kleinen Verlagerungen führt die Verwendung eines

58 53 Achsenabschnitts (Intercept), d.h. einer vertikalen Verlagerung der Funktionskurve entlang der Y-Achse, zu einer Verringerung der Unschärfe. Bei den in Tabelle 20 und Abbildung 10 ausgewählten Profilpunkten brachte das Regressionsmodell deutliche Verbesserungen. Meßpunkt skelettaler Bezugspunkt Erklärbare Varianz [%] skelettaler Bezugspunkt Erklärbare Varianz [%] Unterlippe horiz.t1-t3 Uk 1er 58 Uk 1er; Ok 1er 74 Weichteil-B horiz. T1-T3 B hor. 80 B hor; Uk 1er 85 Unterlippe horiz.t1-t2 Pog horiz. 45 Pog hor.; OK 1er 67 Unterlippe vert. T1-T2 PM vert. 30 PM vert.; UK 1er 47 Tab. 20: Vergleich zwischen Quotienten und Regressionskoeffizienten. erklärbare Varianz [%] Unterlippe B horiz. T1- Unterlippe horiz. T1-T3 T3 horiz. T1-T Unterlippe vert. T1-T2 Quotienten Regressionsmodell Meßwerte Abb. 10: Erklärbare Varianz der verschiedenen mathematischen Modelle. Der Vergleich der Regressionsmodelle für die verschiedenen Behandlungsphasen untereinander deckte starke Unterschiede auf: Sowohl die Abhängigkeiten der verschiedenen Meßpunkte als auch die Regressionsquotienten unterschieden sich deutlich. Dies bedeutet, daß das Weichgewebe unterschiedlich auf die Art (orthodontisch, chirurgisch) der Hartgewebsverlagerung reagiert. Prinzipiell erfordern die verschiedenen Behandlungsstadien zu ihrer Beschreibung also verschiedene mathematische Modelle, wie am Beispiel der Unterlippe zu sehen ist:

59 54 Regressionsmodelle für die sagittale Position der Unterlippe: KFO Vorbehandlung (T 1 -T 2 ): UL horiz. = 0,55 Pog horiz. +0,28 OK-1er horiz + 0,89 Chirurgische Phase (T 2 -T 3 ): UL horiz. = 0,5 UK-1er horiz. - 0,21 Gesamtbehandlung (T 1 -T 3 ): UL horiz. = 0,65 UK-1er horiz. + 0,3 OK-1er horiz. - 0,35 Da im Zeitraum T 2 -T 3 auch Patienten aus der Gruppe der nicht im Haus vorbehandelten Personen mit einbezogen wurden, läßt sich der Zeitraum der Gesamtbehandlung nicht ohne weiteres aus den beiden Teilbehandlungen ableiten. Alle Verlagerungen im Oberkiefer während der operativen Phase sind nur im begrenzten Maße mathematisch beschreibbar. Dies war zu erwarten, da in dieser Phase im Oberkiefer nur geringe Veränderungen stattfanden, die nicht mit den skelettalen Verlagerungen des Unterkiefers durch die Operation korrelierten. Diese Aussage ist auf die Beschreibung der vertikalen Lageänderung des Unterkiefers übertragbar, eine Unschärfe, die auch vorangegangene Autoren beobachteten (Ewing und Ross 1992, Gerbo et al. 1997, Lew 1992, Schultes et al. 1998, Sinclar et al Hillesund et al. (1978) machten dafür hauptsächlich den Lippentonus beim Mundschluss verantwortlich, der sich durch eine Klasse-II-Operation stark verändert und darüber hinaus bei Röntgenaufnahmen zu verschiedenen Zeitpunkten stark variiert. Die Mehrzahl der in der Literatur beschriebenen Ansätze, eine Profilprognose im Zusammenhang mit der mandibulären Umstellungsosteotomie vorherzusagen, führten die Vorhersage anhand präoperativer Fernröntgenseitenaufnahmen durch, die meistens im Zeitraum bis maximal 6 Monate vor der Operation angefertigt worden waren (Athanasiou et al. 1990, Chunmaneechote und Friede 1999, Fischer-Brandies et al. 1991, Gerbo et al. 1997, Kolokitha et al. 1996, Mankad et al. 1999, Sinclair et al. 1995, Upton et al. 1997). In der vorliegenden Studie wurde der Versuch unternommen, eine Profilprognose schon zu Beginn der kombiniert kieferorthopädisch-kieferchirurgischen Behandlung zu erstellen, da zu diesem Zeitpunkt häufig eine Simulation der zu erwartenden fazialen Ästhetik in die Patientenberatung eingebunden wird. Seit der Möglichkeit, Profilphotos zu morphen, sind diese Prognosen auch für Laien gut zu bewerten und werden wohl immer häufiger die

60 55 Entscheidung pro oder contra einer Operation beeinflussen. Eine Aussage über die Zuverlässigkeit einer Profilprognose zu diesem Zeitpunkt scheint daher geboten. Bei Beginn der Therapie müssen jedoch sämtliche orthodontischen Änderungen sowie die zu erwartende chirurgische Verlagerung gleichzeitig vorhergesagt werden. Im Rahmen dieser Prognose sind folgende Fehlerquellen generell möglich: 1. Systemische Fehler: Nach einer Studie von Nimkarn und Miles (1995) sind die Fehler durch Ungenauigkeiten bei der Durchzeichnung der Meßpunkte, Digitalisierung und Verarbeitung im Computer vergleichsweise gering. Baumrind et al. fanden 1987, daß die Durchzeichnung des FRS die verläßlichste Methode zur Digitalisierung des Weichteilprofils darstellt. Photo und Video lieferten wesentlich ungenauere Ergebnisse. Pancherz und Hansen stellten 1984 fest, daß die Überlagerung auf der Strecke N-S das Verfahren der Wahl darstellt. Als weiterer möglicher systemischer Fehler muß die Verwendung falscher oder ungenauer mathematischer Verfahren zur Berechnung des Profils nach Veränderung der skelettalen Basis genannt werden. 2. Zufällige Fehler: Die Zuverlässigkeit bei der Bestimmung der Meßpunkte ist sehr unterschiedlich. Viele vertikale Meßpunkte zeigten eine verminderte Reproduzierbarkeit, was teilweise die schlechte Vorhersagbarkeit von vertikalen Relationen zwischen Weichteilprofilpunkt und korrespondierendem skelettalem Referenzpunkt erklärt. Fehler bei der Vorhersage der skelettalen und dentalen Veränderungen: Bei Einbeziehung der kieferorthopädischen Vorbehandlung müssen Veränderungen der Frontzahnstellung, Intrusion und Extrusion von Front- und Seitenzähnen vorhergesagt und in die Simulation mit einbezogen werden. Die Winkel der OK-Inzisivi in der Simulation differierten von den tatsächlich gemessenen um bis zu 15 in anteriorer wie auch posteriorer Richtung (OK-1er: Mittelwert 1,34, Std. 6,26 ; UK-1er: Mittelwert 0,7, Std. 5,64 ). Für die Operation musste die erwartete Verlagerung des Unterkiefers bis zum Erreichen der bestmöglichen Verzahnung manuell am Bildschirm simuliert werden. Fehler bei der Prognose der orthodontischen Bewegungen durch die kieferorthopädische Behandlung ziehen daher Fehler bei der Op-Simulation nach sich.

61 56 In Fällen, in denen aus operationstechnischen Gründen das geplante Ergebnis nicht erreicht wurde, finden sich ebenfalls Diskrepanzen zwischen vorhergesagten und tatsächlichen skelettalen und dentalen Verhältnissen. Einige Röntgenbilder wiesen Unschärfen und Überlagerungen, vor allem in der Darstellung der Molaren auf, was eine genaue Lagebestimmung erschwerte. Schließlich führen Veränderungen in der Zeit nach der Operation bis zum Aufnahmedatum T 3 zu einer Kaschierung des Operationsergebnisses. Quast et al. zeigten 1987, daß der Unterkiefer innerhalb des ersten Jahres post operationem ein Rezidiv von durchschnittlich 1 mm erfuhr. In dieser Studie wurde der Unterkiefer im Durchschnitt um 1,14mm (gemessen am PM- Punkt) weiter anterior prognostiziert, als auf dem postoperativen (T 3 ) Röntgenbild dargestellt. Der Punkt Menton lag in der Simulation um 1,5mm zu weit kranial, das heißt, die Rotation des Unterkiefers nach dorso-kaudal fiel stärker aus als vorhergesagt. Die Zahnstellung der Frontzähne wurde um durchschnittlich 0,69 mm (OK-1er) bzw mm (UK-1er) verfehlt. Es steht zu vermuten, daß Umbauprozesse am vorderen und unteren Unterkieferrand durch die Weichteile, von denen am stärksten das Kinn betroffen ist (Simulationsfehler für den Punkt Pogonion: 1,4mm), sowie Zahnbewegungen bei der Feineinstellung der Okklusion nach der Unterkieferumstellung stattfinden und das Operationsergebnis bis zum Zeitpunkt T 3 verzerren. Für eine langfristige Profilprognose sind jedoch auch diese Veränderungen von Bedeutung, so daß sie in die Simulation mit aufgenommen werden sollten. Nach den Ergebnissen der vorliegenden Studie bestehen für die prognostizierte faziale Profiländerung folgende Verbesserungsmöglichkeiten: 1. Prognoseerstellung kurz vor der Operation Wie Benson und Richmond (1997) und Mankad et al. (1999) zeigten, ist eine Vorhersage der Verlagerung der knöchernen Struktur kurz vor der Operation relativ zuverlässig möglich. Dennoch konnten viele Studien über Prognosen zu diesem Zeitpunkt Ungenauigkeiten im Bereich der Unterlippe und der Mentolabialfalte aufdecken (Ewing und Ross 1992, Gerbo et al. 1997, Lew 1992, Schultes et al. 1998, Sinclair et al. 1997, Hillesund et al. 1978). Diese Aussage wird auch durch die vorliegende Studie bestätigt: Das Abflachen der Mentolabialfalte nach die Operation zeigte keine ausgeprägte Beziehung zu den skelettalen Veränderungen. Werte für die vertikale Position der Unterlippe und des Weichteil- Kinnpunktes waren nicht signifikant durch skelettale Parameter beschreibbar.

62 57 Ein Anpassen der Quotienten oder Ersetzen durch individualisierte Regressionskoeffizienten können hier nur eine geringfügige Verbesserung bewirken, werden aber infolge der großen bestimmten Varianzen auch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis führen. Ein unterschiedlicher Muskeltonus während der verschiedenen Röntgenaufnahmen, sowie eine muskuläre Umstellung beim Lippenschluss nach Vorverlagerung des Unterkiefers sind die wahrscheinlichste Ursache für Ungenauigkeiten in dieser Region (Hillesund et al. 1978). Deutliche Beziehungen konnten für alle horizontalen Meßpunkte des Unterkiefers festgestellt werden. Hier könnte das Computerprogramm durch individualisierte Parameter (Quotienten, Regressionsgleichungen) verbessert werden, wie in Abb. 11 dargestellt. Kinnpunkt (Pog) Unterlippe Oberlippe 0 0,5 1 1,5 Regressionsmodelle Optimierte Quotienten Voreingestellte Quotienten mittlerer absoluter Fehler [mm] Regressionsmodelle 0,73 1,19 1,01 Optimierte Quotienten 0,86 1,21 1,03 Voreingestellte Quotienten Oberlippe Unterlippe Kinnpunkt (Pog) 0,97 1,24 1,08 Abb. 11: Mittlere absolute Fehler der verschiedenen mathematischen Modelle im Zeitraum T 2 -T 3. Aufgrund dieser Untersuchung sollten also die Quotienten im Computerprogramm QuickCeph 2000 (ratios) für unser Patientengut und den Zeitraum T 2 -T 3 wie folgt individualisiert werden:

63 58 Sagittale Meßpunkte: Quotient OK-1er zu Oberlippe: 26 OK-1er zu Unterlippe: 16 UK-1er zu Unterlippe : 36 PM zu Unterlippe : 52 PM zu Kinnpunkt (Pog ): 109 Vertikale Meßpunkte: Da sich hier keine signifikanten Abhängigkeiten ergeben haben, können die Standardwerte belassen werden: PM zu Unterlippe: 100 PM zu Kinnpunkt (Pog): 100 Ein grundsätzliches Problem besteht in der Art, mit der QuickCeph 2000 die Profillinie des Untergesichts konstruiert. Lediglich Unterlippen- und Weichteilkinnpunkt werden mittels Quotienten neu berechnet, der Verlauf des Profils dazwischen wird parallelverschoben um einen Betrag, der durch Interpolation der Verschiebungen von Pog und Unterlippe erstellt wird. Dadurch kann das Abflachen der Mentolabialfalte nicht simuliert werden. Hier könnte die Einführung eines Weichteil-B-Punktes mit eigenen Berechnungsparametern für mehr Realitätsnähe sorgen. Auch Profilwerte im Oberkiefer zeigen hohe relative Varianzen, diese führen aber durch relativ geringe absolute Bewegungen in diesem Bereich zu vernachlässigbaren Fehlern. Auch bei einer Prognose zu Beginn der Gesamtbehandlung liegen die größten Abweichungen im Bereich der Unterlippe. Bei der Auswertung der absoluten Fehler zeigte sich jedoch, daß die Abweichungen der Weichteilprofilpunkte im Wesentlichen die Fehler bei der Prognose der skelettalen Verlagerungen widerspiegeln. Ein Anpassen der Berechnungsmodi Hartgewebe-Weichteile führt also nur zu einer geringen Verbesserung des Ergebnisses. Angesichts absoluter Profilabweichungen von durchschnittlich 1 mm erscheint eine Prognose bei Therapiebeginn zur Patientenberatung unter entsprechenden Vorbehalten zulässig.

64 59 Als kritische Schlußbemerkung muß aufgeführt werden, daß die strengen Kriterien, die bei der Auswahl der untersuchten Patienten dieser Studie angelegt wurden (reine Klasse II- Fälle, Operation nur im Unterkiefer ohne Kinnplastik), die Homogenität der Studiengruppe und damit die Reproduzierbarkeit der Untersuchung erhöhten. Dabei reduzierte sich aber die Größe des Untersuchungskollektivs, so daß in den Ergebnissen vermehrt mit dem Auftreten von Artefakten gerechnet werden mußte. Vereinzelte signifikante Relationen von anatomisch völlig unabhängigen Strukturen waren ein Indiz dafür. Eine Berechnung der Profilprognose bis zu einer Genauigkeit von 0,1 mm wirft die Frage auf, inwieweit eine derartige Präzision in der subjektiven Beurteilung eines zweidimensionalen Profilbildes gefordert ist. Die Überlagerung des Profilphotos mit der Profillinie des FRS, aufgenommen zum selben Zeitpunkt, zeigte deutlich größere Abweichungen als der Vergleich der in der Simulation konstruierten Profillinie mit dem tatsächlichen Therapieergebnis. Ein gemorphtes Photo stellt damit per se nur eine Annäherung ohne Anspruch auf Detailtreue dar. Schließlich muß noch ein prinzipielles Problem aller Profiluntersuchungen während einer kieferorthopädisch-kieferchirurgischen Behandlung angesprochen werden: Während die Aufnahmen (FRS und Photo) zu Anfang und Ende der Behandlung meist ohne Brackets angefertigt werden, zeigt das präoperative Bild immer Veränderungen der Lippenposition, die teilweise auf die Vorverlagerung der aufliegenden Weichteile durch die Brackets zurückzuführen sind. Da diese Veränderung bei allen untersuchten Fällen auftritt, wird sie in die Simulationsparameter einfließen. Solange die Reproduzierbarkeit erhalten bleibt, dürfte sich dies auf die Exaktheit der Prognose aber nicht auswirken.

65 60 5. Schlußfolgerung Die Profilveränderung während kombiniert kieferchirurgisch-kieferorthopädischen Behandlungen kann in zwei Phasen aufgeteilt werden: Die kieferorthopädische Vorbehandlung und der Zeitraum der Operation bis ca. 1 Jahr danach (Abschluß der aktiven Behandlung). In beiden Phasen finden dentale und skelettale Veränderungen statt, die Einfluß auf das faziale Weichteilprofil haben. Für jede Phase sowie für den gesamten Behandlungszeitraum gelten unterschiedliche mathematische Formeln zur Beschreibung der Weichteilverlagerungen im Verhältnis zu den skelettalen Veränderungen. Wie in vorangegangenen Studien stellte die Unterlippe und die Mentolabialfalte den Bereich der größten Ungenauigkeiten dar. Prognosen des postoperativen Ergebnisses zu Therapiebeginn sind zu Beratungszwecken unter Vorbehalt zulässig, der Hauptfehler liegt hierbei bei der manuellen Vorhersage der skelettalen und dentalen Veränderungen. Sie sollte also nach Abschluss der kieferorthopädischen Behandlung wiederholt werden, um weitere Informationen für den Operateur, wie Art und Ausmaß der Operation, zu erhalten. In dieser Phase kann die Genauigkeit der Computersimulation durch Anpassen der eingespeicherten Berechnungsparameter noch erhöht werden.

66 61 6. Zusammenfassung In einer retrospektiven Studie wurden 29 erwachsene Patienten (8 männliche, 21 weibliche, Durchschnittalter 27,6 ± 7,1 Jahre) untersucht, bei denen wegen einer ausgeprägten skelettalen Anomalie der Klasse II am Universitätsklinikum Freiburg i. Br. eine operative Unterkiefervorverlagerung nach Obwegeser/DalPont durchgeführt worden war. 19 Patienten waren dort kieferorthopädisch vorbehandelt worden. Die Veränderung der skelettalen Strukturen und des Weichteilprofils wurde kephalometrisch anhand von drei Fernröntgenseitenbildern des Schädels zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt: 1. Vor der kieferorthopädischen Vorbehandlung, 2. Kurz vor der Operation, 3. Mindestens 6 Monate nach der Operation. Auf jedem Fernröntgenseitenbild wurden 29 Meßpunkte eingezeichnet und 27 lineare Meßungen ausgeführt sowie 3 Winkel bestimmt. Die mittlere Vorverlagerung der Mandibula des Untersuchungskollektivs betrug 3,46 mm (± 2,67 mm). Die Profilveränderung während der gesamten Behandlung konnte in zwei Phasen aufgeteilt werden: In die kieferorthopädische Vorbehandlung und in den Zeitraum der Operation bis ca. 1 Jahr danach (Abschluß der aktiven Behandlung). In beiden Phasen fanden dentale und skelettale Veränderungen statt, die den Verlauf des fazialen Weichteilprofiles beeinflußten. Bereits während der kieferorthopädischen Vorbehandlung kam es zu deutlichen Verlagerungen des Unterkiefers, die auf die Auflösung von dentoalveolären Kompensationen und Zwangsbissen zurückgeführt werden können. Anschließend wurden die Relationen der knöchernen und dentalen Meßwerte zu den Profilpunkten des fazialen Weichgewebes durch multiple lineare Regressionsmodelle nach dem Kriterium des maximalen R 2 -Wertes bestimmt. Einige Modelle wurden weiterentwickelt und Koeffizienten für das Verhältnis von Hartgewebe- und Weichteilverlagerung ermittelt, sowie Quotienten durch Erstellung von einfachen Regressionsmodellen ohne Achsenabschnitt angenähert. Hierbei ergaben sich für jede Behandlungsphase sowie für den gesamten Behandlungszeitraum unterschiedliche mathematische Formeln zur Beschreibung der Weichteilverlagerungen im Verhältnis zu den skelettalen Veränderungen. Generell konnten Weichteilveränderungen in vertikaler Ebene schlechter mit den zugehörigen skelettalen Verlagerungen in Beziehung gesetzt werden als Verlagerungen in sagittaler Richtung. In der Phase der Operation ließen sich die Weichteilprofilpunkte des Oberkiefers kaum zu skelettalen Meßpunkten in Relation bringen. Wie in vorangegangenen Studien stellte die Veränderung der Unterlippe und der Mentolabialfalte den Bereich der größten Ungenauigkeiten dar. Zur Bestimmung der Wiederholbarkeit der Meßpunkte wurde ein Teil der Röntgenbilder vom selben Untersucher nach 2 Monaten erneut ausgewertet und die Toleranzintervalle der Differenzen zwischen den Messungen bestimmt. Hierbei wiesen die vertikalen Meßwerte eine wesentlich schlechtere Reproduzierbarkeit auf als die entsprechenden Parameter in der Sagittalebene. Im zweiten Teil der Studie wurde eine Simulation der Behandlung, basierend auf der Aufnahme zum Zeitpunkt vor der kieferorthopädischen Vorbehandlung, also zu Beginn der Gesamtbehandlung, mit dem Computerprogramm QuickCeph 2000 durchgeführt. Hier lag der Hauptfehler bei der manuellen Vorhersage der skelettalen und dentalen Veränderungen, während Ungenauigkeiten bei der Berechnung des Weichteilprofilverlaufs in den Hintergrund traten. Im Vergleich zur tatsächlichen Änderung wurde die Vorverlagerung der Mandibula in der Simulation um durchschnittlich 1 mm überschätzt. Damit ist die computergestütze Vorhersage insgesamt ausreichend genau, um dem Patienten die zu erwartende Änderung im fazialen Profilverlauf sichtbar zu machen. Die Simulation sollte aber nach Abschluß der kieferorthopädischen Vorbehandlung wiederholt werden, um weitere Informationen für den Operateur, wie Art und Ausmaß der Unterkieferverlagerung, zu erhalten. In dieser Phase kann die Genauigkeit der Computersimulation durch Verändern der eingespeicherten Berechnungsparameter in Anlehnung an die vorliegenden Ergebnisse noch erhöht werden.

67 62 7. Anhang Fallbeispiel 1 Patient M.R., 16,8 Jahre Hier fand eine relativ realistische Prognose sowohl der skelettalen Verlagerung, als auch des Weichteilprofils statt. Abb. 12-a: Überlagerung der FRS- Bilder T 1 -T 3 des Patienten M.R. Abb. 12-b: Überlagerung der FRS-Bilder T 1 und T 3 mit der Computersimulation Abb.13-a: Pat. M.R.,16,8 Jahre. Profilverlauf bei Behandlungsbeginn. Abb.13-b: Computersimulation des posttherapeutischen Profilverlaufs anhand Abb.2a. Abb.13-c: Ist-Profilverlauf 6 Monate post operationem im Alter von 19 Jahren.

68 63 Fallbeispiel 2 Patient R.P., 27,4 Jahre Trotz guter Vorhersage der skelettalen Veränderungen differierte das berechnete Profilbild vom tatsächlichen Ergebnis. Abb. 14-a: Überlagerung der FRS- Bilder T 1 -T 3 des Patienten R.P. Abb. 14-b: Überlagerung der FRS-Bilder T 1 und T 3 mit der Computersimulation Abb.15-a: Pat. R.P., 27,4 Jahre. Profilverlauf bei Behandlungsbeginn. Abb.15-b: Computersimulation des posttherapeutischen Profilverlaufs anhand Abb.2a. Abb.15- c: Ist-Profilverlauf 7 Monate post operationem im Alter von 30,1 Jahren.

69 64 Fallbeispiel 3 Patient S.H., 21,5 Jahre Hier war hauptsächlich eine Überschätzung der skelettalen Vorverlagerung die Ursache für die Fehler bei der Profilprognose. Abb. 16-a: Überlagerung der FRS- Bilder T 1 -T 3 des Patienten S.H. Abb. 16-b: Überlagerung der FRS-Bilder T 1 und T 3 mit der Computersimulation Abb.17-a: Pat. S.H. 21,5 Jahre. Profilverlauf bei Behandlungsbeginn. Abb.17-b: Computersimulation des posttherapeutischen Profilverlaufs anhand Abb.2a. Abb.175-c: Ist-Profilverlauf 19 Monate post operationem im Alter von 27,5 Jahren.

70 65 Fallbeispiel 4 Patient W.U., 31,5 Jahre In diesem Fall ist deutlich zu sehen, daß eine Simulation der Abflachung der Mentolabialfalte mit dem Computer nicht möglich war. Abb. 18-a: Überlagerung der FRS- Bilder T 1 -T 3 des Patienten W.U. Abb. 18-b: Überlagerung der FRS-Bilder T 1 und T 3 mit der Computersimulation Abb.19-a: Pat. W.U. 31,5 Jahre. Profilverlauf bei Behandlungsbeginn. Abb.19-b: Computersimulation des posttherapeutischen Profilverlaufs anhand Abb.2a. Abb.19-c: Ist-Profilverlauf 14 Monate post operationem im Alter von 34,4 Jahren.