Equivalencia diagnóstica entre las cefalometrias de Steiner y Ricketts en niños

INTRODUCCIÓN

La cefalometría es la técnica diagnóstica en la que se establece la relación entre las estructuras craneofaciales mediante una radiografía (Rx); principalmente en sentido sagital, del craneo. Ella ha sido un examen complementario empleado para registrar los cambios de crecimiento en pacientes sin tratamiento y evaluación de cambios por tratamientos ortodonticos-quirúrgicos(1–5). A pesar de ello, su uso cotidiano queda en entredicho(6-18) especialmente en: influencia en el diagnostico o tratamiento(6-8), precisión de puntos cefalométricos (PPC)(9-16) y la variación diagnostica al emplear diferentes análisis(17,18).

Afortunadamente, la PPC se ha mejorado por el procesamiento de la imagen(11), módulos de entrenamiento para examinadores previo estudio de campo18 y el trazado con inteligencia artificial13. Contrariamente, esto no ha ocurrido en el acuerdo diagnósticos ofrecidos por diferentes cefalometrias. La revisión de Durão et al(15) solo identifico dos publicaciones en este aspecto(16,17), ambas identificadas con evidencia baja por fallas metodológicas en la estadística y muestra empleada.

Al presentarse este vacío, esta investigación pretende aportar datos referentes a los límites de acuerdo diagnósticos ofrecidos por las cefalometrias de Steiner y Ricketts en una población infantil.

MATERIALES Y MÉTODOS

Aspectos éticos.

Las radiografías empleadas son de dominio público y se usaron para construir varios atlas de crecimiento craneofacial1. Por lo tanto, pueden ser recabas del portal web(19) por el lector en cualquier momento.

Tipo de investigación.

Transversal no experimental.

Población y muestra.

Basado en el manuscrito de Silveira et al(18) que reporto una diferencia en PPC entre ortodoncistas y estudiantes de postgrados de 9mm con una desviación de 18. Utilizando un 90% de poder más 5% de significación se realizaron los siguientes cálculos(20):

Con esto, se computa un total de 168 trazados. Las Rx a emplear serán seleccionados del banco de pacientes con relación molar Angle II y una edad alrededor de los 9 años, originarias de las colecciones de crecimiento de Burlington (n=56), Michigan (n=20) y Denver (n=8).

Variable principal.

Valor cefalométrico: Cuantitativa continua. Se refiere al número obtenido en grados o milímetros de la relación craneofacial estudiada.

Variables secundarias.

Punto cefalométrico: Cuantitativa continua bidimensional expresada sobre un plano que representa un hito anatómico del complejo craneofacial.

Orientación del craneo: Tipo Interviniente al Valor cefalométrico. Al usarse valores angulares ellos pueden ser alterados por la orientación del craneo que presenta el paciente al momento de la toma Rx(21,22).

Divergencia del plano craneal de referencia: Interviniente al Valor cefalométrico. Al tener como referentes diagnósticos los planos craneales Silla-Nasion y Porion-Orbita, ellos poseen una divergencia innata que puede influir en valor computado(23-25).

Técnica/procedimientos de recolección de variables.

Adquisición y calibración de la imagen.

Las imágenes fueron importadas y calibradas en el software Keynotes según las instrucciones disponibles26. Seguidamente, se ubicaron en la esquina inferior izquierda, haciendo coincidir los bordes vertical e inferior de la Rx original con la diapositiva guía. De esta forma no se altera la orientación craneal a la cual el paciente fue expuesto y se estandariza la ubicación de la imagen a ser exportada al software de trazado Odomax. Dicho programa exige la identificación de dos puntos con una distancia conocida de 10mm entre ellos, en este caso una linea recta insertada en la imagen.

Trazado cefalométrico

Las Rx fueron trazadas progresivamente durante 2 horas diarias hasta completar la muestra, finalizado el trazado inicial, se tomó un descanso de 20 días para realizar el trazado de un subgrupo aleatorio de 34 Rx. Los ángulos a comparar fueron: SNA, SNB, ANB, SNGonGn, PoOrNA, PoOrNPg, PoOrGoMe; y estas distancias: Contorno facial, Incisivo superior NA, Incisivo inferior NB, Incisivo superior APg, Incisivo inferior APg.

Análisis estadístico.

Usando el lenguaje de programación R, mediante la aplicación RStudio, se computó lo siguiente: Valores descriptivos, prueba t pareada más coeficiente de correlación intraclases en el subgrupo y con ello determinar errores aleatorios.

Para el caso de los PPC; diagrama de dispersión Bland-Altman adaptado por Donatelli y Lee(27) y en cuanto a los ángulos generales, límites de acuerdo estándar según Bland-Altam(28) para los ángulos y distancias.

Finalmente, se aplicó una prueba de equivalencia de dos colas (TOST)(29,30) para establecer si las diferencias entre las medidas comparadas pueden estar dentro de los limites preexistentes, y por lo tanto ser equivalentes. Los limites clínicos 2 para puntos fue de 2mm/º. Por último, la orientación radiográfica y divergencia craneal será descrita mediante los ángulos: SNPoOr, SN Borde inferior acetato (SNBI) y PoOr Borde inferior acetato (PoOrBI)

RESULTADOS

En primer término, los valores promedios encontrados y normalidad estadística para la Orientación craneal fueron: SNBI =7.705º DS 7.979 P=0.059; PoOrBI= -1.329º DS 7.179 P=0.002; SN-PoOr=9.066ºDS 3.118 P=0.654). Así mismo, la distribución de los puntos en general están los Apéndice I y II; ellos encontraron ausencia de normalidad en estas coordenadas: Porion (sagital), Orbita (vertical), B (vertical), Gnation (vertical), Mentón (vertical), Apice incisivo superior (sagital), Apice incisivo inferior (vertical), Borde incisivo inferior (sagital).

En el subgrupo retrazado, a pesar de encontrar ocasionalmente PPC superiores a los 2mm permitidos clínicamente; las pruebas t no detecto diferencias entre las medias y el ICC de los valores expreso un alto nivel de acuerdo (Figura y Tabla 1).

La (Tabla 2) contiene los valores generales de las cefalometrias junto a la prueba t respecto al valor estándar. Los intervalos de confianzas de la cefalometría de Steiner describen la muestra como clase II esquelética por retroposición mandibular normodivergente e incisivos con adecuada posición.

La cefalometría de Ricketts también los clasifica como Clase II pero con posiciones normales maxilares. Igualmente coincide con Steiner en divergencia y posición de incisivos. Aún así, al establecer los límites de acuerdo (Tabla 3 y Figura 2) se evidencia una brecha o sesgo entre los ángulos comparados; y de todos ellos, solo el ANB vs Contorno facial obtuvo unos límites dentro del rango planteado de 2 grados/milímetros (0.121 1.253 P= 307x10-39). El análisis de residuos (Apéndice III) confirma que los errores en las estimaciones del límite de acuerdo son totalmente aleatorios, condición favorable para respaldar los resultados de esta investigación.

DISCUSIÓN

Las cefalometrias de Steiner y Ricketts poseen acuerdo diagnostico en el marco esquelético y dental pero equivalencia diagnostica exclusivamente en la relación intermaxilar. Esto se evidencia por el error sistemático o sesgo entre las cefalometrias, es decir, la media de las diferencias.

Por citar dos ejemplos, la cefalometría de Ricketts midió la posición sagital de los maxilares aproximadamente 10º por encima, respecto al valor de Steiner. Por el contrario, el sesgo obtenido en la divergencia mandibular reporta que el ángulo PoOrGoMe midió en promedio 7.67º menos respecto al ángulo SNGoGn. A pesar de esto, la distribución de los promedios de las diferencias poseen una distribución normal, tal como lo evidencia el test Wilk-Shapiro.

En el caso de la divergencia mandibular, el sesgo obtenido se deba al punto elegido en sector anterior, Gnation o Mentón. Los Apéndices 1 y 2 reportan que ambos puntos no tuvieron una distribución normal en sentido vertical; sería conveniente confirmar si en pacientes con adecuada relación sagital sucede la mismo. Gonion por su parte, tuvo una dispersión casi de forma redonda sin alteraciones estadísticas y fue usado en ambos análisis como referencia posterior. Del mismo modo, patron de localización y su precisión de todos los puntos involucrados en el estudio fue acorde a lo solicitado por la literatura(9-15).

Los incisivos reflejan un comportamiento interesante, primero porque ambos no tuvieron una distribución normal de su borde y a pesar de ello; ambos reportaron unos límites de equivalencia diagnostica prácticamente dentro de lo preestablecido (Superior = 4.071 a 2.685 e inferior = 2.111 a 3.21mm). Tal vez se deba a que se midió la distancia a los planos de referencias y no sus ángulos; haciéndola menos susceptible a las variaciones.

Estos resultados al compararse con lo publicado por De Abreu et al(16), se muestra mayor detalle en la estadística y a la vez de limitar el estudio a una sola maloclusión; superando los límites de evidencia indicados en la revision de Durao.

El hecho de encontrar al menos un parámetro con equivalencia es un aliciente para seguir indagando en los análisis existentes, y de ser posible; con un software que permita la transcripción de las coordenadas de los puntos empleados. En el caso de Odomax, su versión actual solamente incluye los análisis aquí evaluados.

CONCLUSIÓN

Los valores estudiados de la cefalometría de Ricketts poseen un sesgo respecto al análisis de Steiner, este sesgo está dentro de un límite clínico aceptable de equivalencias exclusivamente para el análisis de la relación sagital maxilo-mandibular. La posición sagital de los maxilares, así como, la divergencia mandibular calculados por el análisis de Ricketts no puede suplantar los valores obtenidos por Steiner.

Limitaciones del estudio

No se contempló cálculos de muestra para realizar pruebas de sensibilidad.

No se utilizó otros grupos raciales para explorar posibles variaciones en los límites de acuerdo.

Conflictos de interés

Ninguno que declarar.

Agradecimientos

Dr Shin Jae Lee por la entrega de los códigos de programación para elaborar las gráficas de Bland-Altman.

Referencias Bibliográficas

1. Riolo M, Moyers R, McNamara J, Stuart W. An Atlas of craniofacial growth : cephalometric standards from the University school growth study, the University of Michigan. Center for Human Growth and Development, University of Michigan, 1974.
2. De Riu G, Virdis Pl, Meloni SM, Lumbau A, Vaira LA. Accuracy of computer-assisted orthognathic surgery. J Craniomaxillofac Surg. 2018;46(2):293-298. doi:10.1016/j.jcms.2017.11.023
3. Almurtadha RH, Alhammadi MS, Fayed MMS, Abou-El-Ezz A, Halboub E. Changes in Soft Tissue Profile After Orthodontic Treatment With and Without Extraction: A Systematic Review and Meta-analysis. J Evid Based Dent Pract. 2018 Sep;18(3):193-202. doi: 10.1016/j.jebdp.2017.09.002. Epub 2017 Sep 19..
4. Devereux L, Moles D, Cunningham SJ, McKnight M. How important are lateral cephalometric radiographs in orthodontic treatment planning? Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2011; 139:175–81.
5. Nijkamp P, Habets L, Aartman I, Zentner A. The influence of cephalometrics on orthodontic treatment planning. Eur J Orthod. 2008; 30:630–35.
6. Atchison K, Luke L, White SC. Contribution of pretreatment radiographs to orthodontists' decision making. Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1991; 71:238–45.
7. Pae EK, McKenna GA, Sheehan TJ, Garcia R, Kuhlberg A, Nanda R. Role of lateral cephalograms in assessing severity and difficulty of orthodontic cases. Am J Orthod Dentofac. 2001; 120:254–62.
8. AlBarakati SF, Kula KS, Ghoneima AA. The reliability and reproducibility of cephalometric measurements: a comparison of conventional and digital methods. Dentomaxillofacial Radiology. 2012; 41:11–7
9. Ganna PS, Shetty SK, Yethadka MK, Ansari A. An evaluation of errors in cephalometric measurements on scanned lateral cephalometric images using computerized cephalometric program and conventional tracings. J Ind Ortho Soc 2014;48(4):388-392. doi: 10.5005/jp-journals-10021-1283
10. Korkmaz S, Fulya I, Göksu T, Tülin A. An evaluation of the errors in cephalometric measurements on scanned cephalometric images and conventional tracings. European Journal of Orthodontics 2007; 29:105-108. doi: 10.1093/ejo/cjl065
11. Tsorovas G, Linder-Aronson A. A comparison of hand-tracing and cephalometric analysis computer programs with and without advances features-accuracy and time demands. European Journal of Orthodontics 2010; 32:721-728. doi: 10.1093/ejo/cjq009
12. Kamoen A, Dermaut L, Verbeek R. The clinical significance of error measurement in the interpretation of treatment results. European Journal of Orthodontics 2001;23: 569-578
13. Linder C, et al. Fully automatic system for accurate localization and Analysis of cefalometric landmarks in lateral cephalograms. Sci Rep 2016; 6:3358; doi: 10.1038/srep3358
14. Heil A, Lazo Gonzalez E, Hilgenfeld T, Kickingereder P, Bendszus M, Heiland S, et al. Lateral cephalometric analysis for treatment planning in orthodontics based on MRI compared with radiographs: A feasibility study in children and adolescents. PLoS ONE 2017;12(3): e0174524. doi: 10.1371/journal.pone.0174524
15. Durão A, Pittayapat P, Rockenbach M, Olszewski R, Ng S, et al. Validity of 2D lateral cephalometric in orthodontics: a systematic review. Progress in Orthodontics 2013, 14:31
16. De Abreu JL, O diagnóstico da classe esquelética. Comparação dos Resultados obtidos pelos métodos de: Steiner, Ricketts, Cervera e Coutand. Revista Portuguesa de Estomatologia e Cirurgia Maxilofacial. 1982; 23:89–101.
17. Abdullah RTH, Kuijpers MAR, Bergé SJ, Katsaros C. Steiner cephalometric analysis: predicted and actual treatment outcome compared. Orthod Craniofac Res. 2006; 9:77–83.
18. Dias HL, Dias HE, Dalla-Bona RR, Bertoldi R, von Wangenheim A. Software system for calibrating examiners in cephalometric point identification. Am J Ortho and Dentofacial Orthop. 2009;135(3): 400-405. doi:10.1016/j.ajodo.2008.02.018
19. American Association of Orthodontics Foundation Craniofacial Growth Legacy Collection. [sitio web] Disponible: www.aaoflegacycollection.org
20. Pandis N. Sample calculations for comparison of 2 means. Am J Ortho and Dentofacial Orthop. 2012 Apr; 141(4):519-21. doi: 10.1016/j.ajodo.2011.12.010
21. Lundström A, Lundström F, Lebert LML, Moorrees CFA. Natural head position and natural head orientation: basis considerations in cephalometric analysis and research. Eur J Orthod 1995, 17, 2, 111–120.
22. Wozniak K, Piątkowska D, Lipski M. The Influence of Natural Head Position on the Assessment of Facial Morphology. Adv Clin Exp Med 2012; 21(6): 743–749
23. Reddy SR, Sankar SG, Mandava P, Ganugapanta VR, Gangavarapu S, Doddavarapu S. A Cephalometric Evaluation of Sexual Dimorphism of the Angle Sella-Nasion-Frankfort Horizontal Plane in Different Sagittal Classes of Malocclusion in South Indian Population. J Int Soc Prev Community Dent. 2019 Mar-Apr;9(2):129-136. doi: 10.4103/jispcd.JISPCD_436_18.
24. Huh YJ, Huh KH, Kim HK, Nam SE, Song HY, Lee JH, Park YS. Constancy of the angle between the Frankfort horizontal plane and the sella-nasion line. A nine-year longitudinal study. Angle Orthod 2013 Vol 84 (2). Doi: 10.2319/062013-464.1
25. Govea L, Ballesteros M. Relación entre el plano SN y el plano de Frankfort, según el biótopo facial. Revista Mexicana de Ortodoncia. 2016; 4(1):18-23 Disponible: http://medigraphic.com/ortodoncia
26. AAOF Legacy Collection. Scaled Measurements from AAOF Legacy Collection Images. 2014
27. Donatelli R, Lee SJ. How to report reliability in orthodontic research: Part 2. Am J Ortho and Dentofacial Orthop 2013; 144(2) Doi: 10.1016/j.ajodo.2013.03.023
28. Giavarina D. Understanding Bland Altman plot. Biochemia Med 2015 Jun; 25(2):141-151. PMC: 4470095
29. You Ch. Residual plot. R-tutor [Sitio web] Disponible: http://www.r-tutor.com/elementary-statistics/simple-linear-regression/residual-plot. Consultado: Diciembre 2019
30. D., Scheel, A. M., Isager, P. M. Equivalence Testing for Psychological Research: A Tutorial. Advances in Methods and Practices in Psychological Science. 2018;1(2): 259-269. Doi: 10.1177/2515245918770963

Apéndice I.

Prueba Shapiro-Wilk para normalidad estadística en coordenadas por punto cefalométrico del subgrupo retrazado.

Apéndice II.

Diagramas de dispersión 2D de puntos cefalométricos.

Apéndice III

Gráficas QQ de análisis residuales contra cuantíl teórico.