DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-81148-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39753589
تاريخ النشر: 2025-01-03
المؤلف: Pieter-Jan Verhelst وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقويم الأسنان وطب الأسنان الوجهية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة حدوث وعوامل الخطر المرتبطة بامتصاص الغضروف المفصلي بعد جراحة الفك التقويمي في مجموعة من 200 مريض. تكشف النتائج أن 9.5% من المرضى عانوا من امتصاص الغضروف المفصلي، مع متوسط فقدان حجم قدره 17%، وفقدان ارتفاع رملي قدره 3.9 مم، وإزاحة خلفية للفك السفلي قدرها 3.1 مم خلال عام واحد بعد الجراحة. ومن الجدير بالذكر أن 2% فقط من المرضى تطور لديهم امتصاص ثنائي الجانب. تشمل عوامل الخطر التي تم تحديدها من خلال التحليل الأحادي المتغير العمر الأصغر، وإجراء جراحة ثنائية الفك مع جراحة تجميل الذقن، وتقدم الفك السفلي الأكبر، والحركات الصاعدة للجزء البعيد، وزاوية دوران عكس عقارب الساعة (CCW) أعلى للجزء البعيد، وحجم الغضروف المفصلي الأصغر قبل الجراحة، ونسبة ارتفاع الوجه السفلي الأمامي/الخلفي الأعلى. بالإضافة إلى ذلك، تم التعرف على الحركات الضاغطة للذراع وزاوية مستوى الفك السفلي الأعلى كعوامل خطر على مستوى الغضروف المفصلي.
أشار التحليل المتعدد المتغيرات، باستخدام تقنيات التعلم الآلي، إلى أن مقدار تقدم الفك السفلي كان المتنبئ الأكثر أهمية لامتصاص الغضروف المفصلي. من المهم أنه لم يتم ملاحظة أي اختلافات في أشكال الفك السفلي أو الرملي أو الغضروفي قبل الجراحة بين المرضى الذين يعانون من امتصاص والذين لا يعانون منه. تشير هذه النتائج إلى أن امتصاص الغضروف المفصلي قد يكون أكثر شيوعًا مما كان يُفهم سابقًا. من خلال تحديد عوامل الخطر المحددة، يمكن تعديل استراتيجيات الجراحة لتقليل خطر الامتصاص، ويمكن تعزيز الفحص بعد الجراحة لمشاكل مفصل الفك الصدغي (TMJ).
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار النتائج. تشمل المنهجية إعداد التجربة، وتقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المطبقة لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم التحليلات الإحصائية التي تم إجراؤها للتحقق من صحة النتائج، بما في ذلك أي برامج أو خوارزميات تم استخدامها. يتم التركيز على دقة وصرامة الأساليب لضمان أن الاستنتاجات المستخلصة من الدراسة قوية وموثوقة. بشكل عام، يعد هذا القسم أساسًا حيويًا لفهم نتائج البحث وآثارها.
النتائج
تشير نتائج الدراسة، كما هو ملخص في الجدول 1، إلى أنه من بين 200 مريض، أظهر 19 (9.5%) امتصاصًا للغضروف المفصلي، مع 15 مريضًا (7.5%) يعانون من امتصاص أحادي الجانب و4 مرضى (2%) يعانون من امتصاص ثنائي الجانب. كان متوسط فقدان الحجم في مجموعة الغضروف المفصلي 230 مم³، مما يتوافق مع انخفاض قدره 17%، إلى جانب متوسط فقدان ارتفاع رملي قدره 3.9 مم وإزاحة خلفية قدرها 3.1 مم للجزء البعيد بسبب الدوران في اتجاه عقارب الساعة. حدد التحليل الإضافي في الجدول 2 عدة محددات للامتصاص، بما في ذلك العمر الأصغر، وإجراءات الفك الثنائي وجراحة تجميل الذقن، وتقدم الفك السفلي الأكبر، وزيادة زاوية دوران عكس عقارب الساعة (CCW) للجزء البعيد.
تم استخدام نماذج التعلم الآلي، وخاصة Random Forest وXGBoost، لتقييم المتغيرات المتنبئة. أظهر نموذج Random Forest أداءً متفوقًا (نقاط F قدرها 0.75) مقارنةً بـ XGBoost (نقاط F قدرها 0.71) لتحليل مستوى المرضى. تشمل عوامل الخطر الرئيسية المحددة تقدم الفك السفلي، والترجمة الصاعدة، والعمر الأصغر، وحجم الغضروف المفصلي الأصغر، وزاوية دوران عكس عقارب الساعة. بالنسبة لتحليل مستوى الغضروف المفصلي، أدت كلا النموذجين بشكل مشابه، مع تفوق XGBoost قليلاً على Random Forest (نقاط F قدرها 0.77 مقابل 0.76). ومن الجدير بالذكر أنه لم يتم ملاحظة اختلافات شكلية كبيرة في المرضى الذين يعانون من امتصاص ثنائي أو أحادي الجانب مقارنةً بالذين لا يعانون منه، على الرغم من أن التحليل البصري أشار إلى حجم الغضروف المفصلي الأصغر قبل الجراحة في المرضى الذين تطور لديهم امتصاص. تم تأكيد الأهمية الإحصائية لمقاييس مختلفة، بما في ذلك الإزاحة الخلفية للفك السفلي والتغيرات الحجمية، جميعها بقيم p < 0.001.
المناقشة
تبلغ الدراسة عن حدوث امتصاص الغضروف المفصلي بنسبة 9.5% بين المرضى الذين يخضعون لجراحة الفك التقويمي، وهو ما يتماشى مع الأدبيات الحالية ولكنه يُعتبر مرتفعًا نسبيًا في الممارسة السريرية. تشير النتائج إلى أن واحدًا من كل عشرة مرضى قد يعاني من درجات متفاوتة من امتصاص الغضروف المفصلي، وغالبًا ما يكون غير مكتشف خلال المتابعات الروتينية بسبب نقص التحليل الحجمي وتقييمات الاستقرار المعتمدة على التصوير. شملت المجموعة 200 مريض، حيث عانى الغالبية من امتصاص أحادي الجانب ومتوسط فقدان حجم الغضروف المفصلي قدره 17%. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى تحسين المراقبة بعد الجراحة ودمج أدوات التصوير الكمية لتحديد الحالات الدقيقة من الامتصاص، خاصةً في المرضى الذين يخضعون لعلاج تقويمي ممتد.
تشمل عوامل الخطر لامتصاص الغضروف المفصلي التي تم تحديدها من خلال التحليلات الأحادية والمتعددة المتغيرات العمر الأصغر، وجراحة الفك الثنائي مع جراحة تجميل الذقن، وتقدم الفك السفلي الأكبر، وحركات جراحية محددة تضغط على الغضروف. ومن الجدير بالذكر أن الدراسة وجدت أن الجنس لم يكن عامل خطر كبير، مما يتعارض مع التقارير السابقة. بالإضافة إلى ذلك، لم تكن هناك أشكال مميزة للفك السفلي قبل الجراحة مرتبطة بالامتصاص، مما يتحدى الفرضيات السابقة. يدعو المؤلفون إلى استخدام نماذج التعلم الآلي لتحسين تقييمات المخاطر والتخطيط الجراحي، مقترحين أن الاعتبار الدقيق لعوامل الخطر المحددة يمكن أن يعزز نتائج المرضى ويقلل من حدوث امتصاص الغضروف المفصلي في جراحة الفك التقويمي. تشمل القيود بروتوكول جراحي واحد وفترة متابعة قصيرة نسبيًا، مما قد يؤثر على قابلية تعميم النتائج.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-81148-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39753589
Publication Date: 2025-01-03
Author(s): Pieter-Jan Verhelst et al.
Primary Topic: Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
Overview
This study investigates the incidence and risk factors associated with condylar resorption following orthognathic surgery in a cohort of 200 patients. The findings reveal that 9.5% of patients experienced condylar resorption, with an average volume loss of 17%, a ramal height loss of 3.9 mm, and a posterior mandibular displacement of 3.1 mm within one year post-surgery. Notably, only 2% of patients developed bilateral resorption. Risk factors identified through univariable analysis include younger age, undergoing bimaxillary surgery with genioplasty, larger mandibular advancements, upward movements of the distal segment, a higher counterclockwise (CCW) pitch of the distal segment, smaller preoperative condylar volumes, and a higher anterior/posterior lower facial height ratio. Additionally, compressive movements of the ramus and a higher mandibular plane angle were recognized as risk factors at the condylar level.
The multivariable analysis, employing machine learning techniques, indicated that the amount of mandibular advancement was the most significant predictor of condylar resorption. Importantly, no differences were observed in preoperative mandibular, ramal, or condylar shapes between patients with and without resorption. These findings suggest that condylar resorption may be more prevalent than previously understood. By identifying specific risk factors, surgical strategies can be modified to mitigate the risk of resorption, and postoperative screening for temporomandibular joint (TMJ) issues can be enhanced.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the results. The methodology encompasses the experimental setup, data collection techniques, and analytical methods applied to interpret the findings.
Additionally, the section may describe the statistical analyses conducted to validate the results, including any software or algorithms utilized. Emphasis is placed on the rigor and precision of the methods to ensure that the conclusions drawn from the study are robust and reliable. Overall, this section serves as a critical foundation for understanding the research outcomes and their implications.
Results
The results of the study, as summarized in Table 1, indicate that out of 200 patients, 19 (9.5%) exhibited condylar resorption, with 15 patients (7.5%) experiencing unilateral resorption and 4 patients (2%) bilateral resorption. The average volume loss in the condylar group was 230 mm³, corresponding to a 17% reduction, alongside an average ramal height loss of 3.9 mm and a 3.1 mm posterior translation of the distal segment due to clockwise rotation. Further analysis in Table 2 identified several determinants of resorption, including younger age, bimaxillary and genioplasty procedures, larger mandibular advancements, and increased counterclockwise (CCW) pitch of the distal segment.
Machine learning models, specifically Random Forest and XGBoost, were employed to assess predictor variables. The Random Forest model demonstrated superior performance (F-score of 0.75) compared to XGBoost (F-score of 0.71) for patient-level analysis. Key risk factors identified included mandibular advancement, upward translation, younger age, smaller condylar volumes, and CCW pitch. For condylar-level analysis, both models performed similarly, with XGBoost slightly outperforming Random Forest (F-score of 0.77 vs. 0.76). Notably, no significant shape differences were observed in patients with bilateral or unilateral resorption compared to those without, although visual analysis suggested smaller preoperative condylar volumes in patients who developed resorption. Statistical significance was confirmed for various metrics, including mandibular posterior displacement and volumetric changes, all with p-values < 0.001.
Discussion
The study reports an incidence of condylar resorption of 9.5% among patients undergoing orthognathic surgery, which aligns with existing literature but is perceived as relatively high in clinical practice. The findings indicate that one in ten patients may experience varying degrees of condylar resorption, often undetected during routine follow-ups due to the lack of volumetric analysis and imaging-based stability assessments. The cohort included 200 patients, with the majority experiencing unilateral resorption and an average condylar volume loss of 17%. The study emphasizes the need for improved postoperative monitoring and the integration of quantitative imaging tools to identify subtle cases of resorption, particularly in patients undergoing extended orthodontic treatment.
Risk factors for condylar resorption identified through univariable and multivariable analyses include younger age, bimaxillary surgery with genioplasty, larger mandibular advancements, and specific surgical movements that compress the condyle. Notably, the study found that sex was not a significant risk factor, contradicting previous reports. Additionally, no distinct preoperative mandibular shapes were associated with resorption, challenging earlier hypotheses. The authors advocate for the use of machine learning models to refine risk assessments and surgical planning, suggesting that careful consideration of identified risk factors can enhance patient outcomes and reduce the incidence of condylar resorption in orthognathic surgery. Limitations include a single surgical protocol and a relatively short follow-up period, which may affect the generalizability of the findings.