頭部計測分析

セファロ分析は、セファロメトリーの臨床応用です。人間の頭蓋骨の歯と骨格の関係を分析するものです。 ^{[1]歯科医、}矯正歯科医、口腔外科医が治療計画ツールとして頻繁に使用します。 ^[2]矯正歯科で使用される分析方法の中で、シュタイナー分析（セシル・C・シュタイナーにちなんで名付けられました）とダウンズ分析（ウィリアム・B・ダウンズにちなんで名付けられました）の2つが最も人気があります。^[3]以下に挙げる他の方法もあります。^[4]

頭蓋計測分析は、骨と軟部組織のランドマーク間の関係を調べるために頭部X線規格撮影に依存しており、治療前に顔の成長異常を診断するために、治療の途中で進捗を評価するために、または治療の終了時に治療の目標が達成されたことを確認するために使用することができます。^{[5]頭蓋計測X線写真は、1931年に米国の}Holly Broadbent Srによって導入された頭部保持装置であるセファロメータ（セファロスタット）で撮影された頭部のX線写真です。^[6]セファロメータは、標準化され比較可能な頭蓋顔面画像をX線フィルム上に取得するために使用されます。

セファロメトリーを行うには、X線源を正中矢状面から5フィート離れたところに設置し、フィルムをそこからわずか15cmのところに設置します。これにより、正確な測定と記録が可能になります。^[7]距離はセファロメトリー画像の拡大に直接影響します。物体からフィルムまでの間隔が15cm、線源から物体までの距離が5フィートの場合、解剖学的ランドマークの拡大は3次元すべてで減少します。側面および正面のセファログラムを通じて患者の解剖学的構造を分析しようとすると、これらの画像が3次元構造の2次元投影であるため、課題が生じます。従来の放射線撮影の結果としての拡大と歪みは、重要な詳細をぼかすことでプロセスをさらに複雑にします。^[8]

側方頭部X線写真は、患者の矢状面に対して垂直にX線ビームを照射して撮影した頭部X線写真です。自然な頭位は、各個人に対して再現可能な標準化された頭部の向きであり、写真とX線写真の両方で歯顔面形態の分析中に標準化の手段として使用されます。自然な頭位の概念は、1958年にCoenraad MoorreesとM. R Keanによって導入され^{[9] [10]}、現在では頭部X線写真における頭部の向きを決定する一般的な方法となっています。^{[11] [12]}

セファログラムを撮影する際に頭部を自然な位置に記録すると、頭蓋外線 (真の垂直線またはそれに垂直な線) をセファロ測定分析の基準線として使用できるため、頭蓋内基準線の生物学的変動によって生じる問題を回避できるという利点があります。真の垂直線は外部基準線で、通常は露出中にフィルムまたはデジタル カセットに記録される、セファロスタットにぶら下がっている金属チェーンの画像によって提供されます。真の垂直線には変動がない (重力によって生成されるため) という利点があり、自然な頭部位置で撮影されたレントゲン写真で使用されます。

患者の頭の後ろにX線源を置き、フィルムカセットを患者の顔の前に置き、X線ビームを患者の冠状面に対して垂直に照射して撮影した頭部のレントゲン写真。^[13] PA cephは、長年にわたって開発されてきた以下の分析によって評価できます。

• グルモン分析
• MSR
• ヒューイット分析
• スヴァンホルト・ソロー分析
• グレイソン分析

セファロ測定のトレーシングは、デジタル方式とコンピュータ プログラムによって、または照明付きのビュー ボックスを使用して鉛筆で特定のアウトラインをアセテート紙にコピーすることによって、セファロ測定のレントゲン写真から作成されるオーバーレイ図です。トレーシングは、セファロ測定分析を容易にするために使用されるほか、重ね合わせて治療や成長の変化を評価するためにも使用されます。歴史的には、セファロ測定のレントゲン写真のトレーシングは、0.003 インチ厚のマット アセテート紙に #3 鉛筆を使用して行われます。このプロセスは、レントゲン写真に 3 つの登録十字をマークすることから始まり、次にアセテート紙に転写されます。

解剖学的構造が最初にトレースされます。一部の構造は両側性であり、2 本の別々の線として現れる傾向があるため、破線として表される「平均」線が描画される必要があります。これらのランドマークには、下顎の下縁が含まれる場合があります。

以下は、測定と分析の基準となる重要な頭蓋計測ランドマークです。（出典：Proffit、 ^[14]その他）

ランドマークポイントは、線で結ばれて軸、ベクトル、角度、平面(2 点間の線は、投影によって平面を定義できます) を形成できます。たとえば、鞍(S) と鼻根(N) は、一緒になって鞍-鼻根線 (SN または SN) を形成する点であり、SN 平面に投影できます。プライム記号 ( ′ ) は通常、特定の骨ランドマークに対応する皮膚表面上の点を示します (たとえば、鼻根(N) と皮膚鼻根 (N ′ ))。

以下は、さまざまな頭部計測分析で一般的に使用される頭部計測平面のリストです。

分析の基本要素は角度と距離です。測定値 (度またはミリメートル単位) は絶対値または相対値として扱われる場合もあれば、互いに関連させて比例関係を表す場合もあります。さまざまな分析は、次のようにグループ化できます。

1. 角度– 角度の扱い
2. 線形– 距離と長さを扱う
3. 座標– 直交座標（X、Y）または3次元平面を含む
4. Arcial – 関係分析を実行するためのアークの構築を含む

これらは、正常値の基準となる以下の概念に従ってグループ化できます。

1. 単一規範分析：平均値はこれらの基準として機能し、算術的（平均数値）または幾何的（平均トレース）となる場合があります（例：ボルトン標準）。
2. 多規範的：これらには、年齢と性別を考慮した一連の規範が使用される。例：ボルトン基準
3. 相関関係: 顔の構造の個々の違いを評価し、それらの相互関係を確立するために使用される。例: サッソウニのアーチシャル分析

シュタイナーの分析によると:

• ANB（A 点、ナジオン、B 点）は、上顎と下顎の骨格関係が、正常骨格クラス I（+2 度）、骨格クラス II（+4 度以上）、または骨格クラス III（0 または負）の関係であるかどうかを示します。
• SNA (sella、nasion、A 点) は、上顎が正常か、突顎か、後退顎かを示します。
• SNB (鞍部、鼻部、B 点) は、下顎が正常か、突顎か、後退顎かを示します。

SNAとSNBは、どのようなタイプの介入（上顎、下顎、またはその両方）が適切かを判断するために重要です。ただし、これらの角度は、顔の垂直の高さや鼻孔の異常な位置によっても影響を受けます。^[14]角度と距離の比較セットを使用することで、測定値を相互に、また標準値と関連付けて、患者の顔の構造の変動を判断できます。^[15]

1953年、セシル・C・シュタイナーがシュタイナー分析法を開発しました。眼窩とポリオンの識別が難しいため、彼はFH平面ではなくS-N平面を基準線として使用しました。シュタイナー分析法の欠点の1つに、点ナジオンに対する信頼性があります。点としてのナジオンは、幼少期の成長により安定しないことが知られています。そのため、ナジオンが後方に位置するとANBが増加し、ナジオンが前方に位置するとANBが減少する可能性があります。さらに、S-N平面が短いかS-N平面が急勾配になると、SNA、SNB、ANBの数が多くなる可能性があり、頭蓋底と比較した顎の真の位置を反映しない可能性があります。さらに、両顎を時計回りに回転させるとANBが増加し、顎を反時計回りに回転させるとANBが減少する可能性があります。

ウィッツという名前は、南アフリカの大学であるウィットウォーターズランドの略です。ヤコブセンは1975年に「ウィッツによる顎の不調和の評価」という記事を発表しました。^[16]この分析は、AP度間の不調和を測定するための診断補助として作成されました。ANB角度は、次のような多数の環境要因の影響を受ける可能性があります。

1. ANBが加齢とともに減少する傾向がある患者の年齢
2. 思春期の成長に伴う鼻孔の位置の変化
3. 顎の回転効果
4. 顔面突顎症の程度

したがって、顎のAP位置を互いに測定しました。この分析では、1.大臼歯と小臼歯の重なり合う咬頭を通る咬合平面を描くこと、2.咬合平面に対してA点とB点を結ぶ垂直線を描くこと、3.点にAOとBOのラベルを付ける、ことが求められます。^[17]

ジェイコブセンは研究の中で、平均的な顎関係は男性では -1mm (AO は BO より 1mm 遅れている)、女性では 0mm (AO と BO が一致している) であると述べています。その臨床的意義は、クラス 2 骨格患者では AO が BO より前に位置していることです。骨格クラス 3 患者では、BO が AO より前に位置します。したがって、ウィットの読み取り値が大きいほど、顎の不一致が大きくなります。

ウィッツ分析の欠点としては以下が挙げられる: ^[18]

• 左右の臼歯の輪郭が必ずしも一致するとは限らない
• 混合歯列と永久歯列では咬合平面が異なる場合がある
• 歯冠の湾曲が深い場合、まっすぐな咬合面を作ることが難しい場合があります。
• 機能的咬合平面から翼口蓋垂直平面までの角度は、4 歳から 24 歳まで減少することが示されました。

ジャン・デレール教授は、70年代にM・サラニャック博士とともに分析法の開発を始めました。^[要出典]この分析法は現在も彼の弟子たちによって開発され、改良されています。この分析法は、逆数の比率とバランスに基づいており、標準偏差は使用していません。患者の頭蓋骨の形、姿勢、機能に基づいて、患者が持つべき理想的な構造を示します。^[19]

この分析は、 1947年に322人のスウェーデンの少年と281人の徴兵兵を対象にアーネ・ビョークによって行われた。彼は5つの角度に基づく顔の多角形を考案し、以下にリストした。ビョークはまた、下顎回旋筋のタイプを示す7つの構造的徴候も開発した。^[20]

• ナジオン角- ANSとナジオンとセラを結ぶ線によって形成される
• 鞍部または頭蓋底角- 鼻根部と鞍部と関節部を結ぶ線によって形成される
• 関節角- 鞍と関節角と下顆を結ぶ線によって形成される
• ゴニアル角– 関節角とゴニオン角、そしてガニオン角を結ぶ線によって形成される
• 顎角– 歯列下面と顎下面を結ぶ線と下顎平面によって形成されます。

チャールズ・H・ツイードは1966年にこの分析を展開した。^[21]この分析では、彼は下顎切歯の位置を基底骨と顔面との関係で記述しようとした。これは3つの平面で記述され、彼はフランクフルト水平面を基準線として使用した。^{[22] [23]}

1972年にジョセフ・ジャラバックが開発した分析。 ^[24]この分析では、頭蓋顔面の成長が治療前後の歯列にどのように影響するかを解釈します。この分析は、5つの点に基づいています：ナシオン（Na）、セラ（S）、メントン（Me）、ゴ（ゴニオン）、関節角（Ar）。これらは、線で結ばれると顔に多角形を形成します。これらの点は、顔の前部と後部の高さの関係を調査し、顔の下半分の成長パターンを予測するために使用されます。彼の分析で使用される3つの重要な角度は次のとおりです：1. 鞍角 - Na、S、Ar 2. 関節角 - S-Ar-Go、3. ゴニアル角 - Ar-Go-Me。

時計回りの成長パターンを持つ患者では、3つの角度の合計は396度よりも高くなります。後方高さ（S-Go）と前方高さ（N-Me）の比率は56％対44％です。そのため、開咬傾向が発生し、下顎が後方に下向きに成長することが観察されます。^[25]

リッケット分析は、以下の測定も含む。

1955年にヴィケン・サスーニが開発したこの分析^{[26] [27]}によれば、均整のとれた顔では、以下の4つの面が点Oで交わる。点Oは後頭底に位置する。この方法は、顔の垂直と水平の関係と、垂直比率間の相互作用を分類した。彼が作成した面は以下の通りである。

1. 眼窩上面（前床突起から眼窩天井まで）
2. 口蓋面（ANS-PNS）
3. 咬合平面（ダウンズ咬合平面）
4. 下顎面（ゴメ）

平面が平行であればあるほど、深咬合の傾向が強くなり、非平行であればあるほど、開咬の傾向が強くなります。Oを中心として、サッソウニは次の弧を作成しました。

• 前弧– 前頭底と下顎面の間の円弧。O が中心で、O-ANS が半径です。
• 後弧– O を中心とし、OSp を半径とする前頭底と下顎底の間の円弧。
• 基礎弧– A点からB点を通過する
• 中顔面弧– Teから上顎第一大臼歯の近心面に接する

この分析は1974年にエギル・ピーター・ハーボルドによって開発されました。 ^[28]この分析は上顎と下顎の単位長さの基準を開発しました。単位長さの差は顎間の不調和を表します。この分析では歯の位置は考慮されていないことを知っておくことが重要です。

上顎単位長は下顎頭（Co）の後縁からANSまで測定されます。下顎単位長は下顎頭（Co）の後縁からポゴニオンまで測定されます。この分析では、上顎頭からメントンまでの顔面下部の高さも考慮します。^[29]

この分析は、 1978年にAJODO誌で発表されたCharles J. Burstone氏によって開発されました。 ^[30]その後、1980年にArnetteらによって「Orthognathic Surgeryのための軟組織頭蓋計測分析」が発表されました。^[31]この分析では、Burstoneらはフランクフルト水平面から構築された水平面と呼ばれる平面を使用しました。

• カウンターパート分析
• テンプレート分析

コンピュータによる頭蓋計測は、頭蓋計測分析のためにデジタル形式の頭蓋計測データをコンピュータに入力するプロセスです。(レントゲン写真の) デジタル化は、レントゲン写真またはトレース上のランドマークを 2 次元 (または 3 次元) 座標系の数値に変換することであり、通常はコンピュータによる頭蓋計測分析を目的としています。このプロセスにより、ランドマークの関係を自動的に測定できます。使用可能なソフトウェアとハ​​ードウェアに応じて、トレース上の点をデジタル化するか、トレースまたは従来のレントゲン写真をスキャンするか、従来のレントゲン写真ではなく、すでにデジタル形式になっているコンピュータによるレントゲン写真を最初に入手することによって、データを組み込むことができます。コンピュータによる頭蓋計測には、即時の分析、比較のための人種、性別、年齢関連の基準値の容易な入手、軟部組織の変化と手術の予測の容易さなどの利点があります。コンピュータによる頭蓋計測は、外科医の不備を排除し、プロセスの時間を短縮するのにも役立っています。

人工知能による2D側方頭部X線写真の医療的に認定された自動頭部測定分析が2019年11月に初めて市場に投入されました。^[32]

頭部X線写真のコンピュータ処理にはデジタイザを使用します。デジタル化とは、アナログ情報をデジタル形式で表現するプロセスを指します。デジタイザは、アナログ情報をコンピュータのメモリ内の電子的同等物に変換するコンピュータ入力デバイスです。この論文とコンピュータ化された頭部測定への応用では、デジタル化とは、ヘッドフィルムのランドマークを2つの数値またはデジタルエンティティ、つまりX座標とY座標に分解することを指します。3D分析には、3番目の量であるZ座標があります。

頭部X線写真を重ね合わせることで、個人の成長量を確認したり、矯正治療で生じた歯の移動量を視覚化したりできます。X線写真を安定した解剖学的構造に重ね合わせることが重要です。従来、このプロセスは頭蓋骨のランドマークをトレースして重ね合わせることで行われてきました。最も一般的に使用される重ね合わせ方法の1つは、構造法と呼ばれます。

アメリカ矯正歯科協会によると、この方法は、アーネ・ビョーク^[33]、^[34]、 ビルテ・メルセン^[35]、ドナルド・エンロー^[36]らによる一連の研究に基づいています。この方法では、重ね合わせを頭蓋底重ね合わせ、上顎重ね合わせ、下顎重ね合わせの3つのカテゴリーに分類します。各カテゴリーの重要なランドマークのいくつかは、構造的方法に従って以下にリストされています。

• トルコ鞍前壁の内側の輪郭
• ウォーカーポイント
• 中頭蓋窩の前方輪郭
• 篩骨板の輪郭
• 前頭蓋窩の骨梁系の詳細。
• 両側の前頭篩骨隆起の輪郭。
• 眼窩天井の脳表面

• 顎の前面の輪郭
• 下顎結合部の下縁にある内側皮質構造。
• 下顎結合部の骨梁構造。
• 下顎管に関連する骨梁構造。
• 臼歯胚の下側の輪郭

• 頬骨突起の前方輪郭

• 矯正歯科技術