TY  - THES
A1  - Schmid, Reiner
T1  - Evaluation und Klassifikation des lagerungsbedingten Plagiocephalus mittels 3D-photogrammetrisch erstellter Volumenparameter
T1  - Evaluation and classification of positional plagiocephaly by using 3D-photogrammetric volume-based parameters
N2  - Zusammenfassung und Ziele:
Der lagerungsbedingte Plagiocephalus (LP) ist die häufigste Schädeldeformitäten im Säuglingsalter. Es existiert eine Vielzahl unterschiedlicher zweidimensionaler und dreidimensionaler Messungen und Messmethoden zur Erfassung des Schweregrades eines LP. Die uneinheitliche Durchführung dieser verschiedenen Messungen führt zu einer mangelnden Vergleichbarkeit der Ergebnisse in der Literatur und erschwert den wissenschaftlichen Diskurs. Außerdem wird bei Durchführung von linearen Messungen der kindliche Schädel als dreidimensionales Objekt auf eine zweidimensionale Messung reduziert und nach Aufassung des Autors nur unzureichend abgebildet. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Studie bereits gebräuchliche Parameter kritisch evaluiert und neu entwickelte dreidimensionale Parameter qualitativ überprüft. Zudem soll anhand eines dreidimensionalen Parameters eine neue Klassifikation zur Erfassung des Schweregrades eines LP erstellt werden.

Methoden:
In der Studie wurden in der Patientengruppe 210 Kinder mit einem mittleren Alter von 6.5 ± 1,9 Monaten untersucht. 119 Kinder zeigten eine moderate Asymmetrie (CVA 3-12 mm) und 91 Kinder eine schwere Asymmetrie (CVA > 12 mm)
Die Kontrollgruppe  bestand aus 50 Kindern mit einem mittleren Alter von 6.4 ± 0.6 Monaten (CVA < 3mm)
Von allen Probanden wurde ein Scan des kindlichen Schädels mittels non-invasiver 3D Stereophotogrametrie durchgeführt, sowie eine klinische Untersuchung und händische Kephalometrie mittels Präzisionsbeckenzirkel vorgenommen. Nach Auswertung der Scans durch geeignete Analysesoftware wurden insgesamt 12 Parameter untersucht.


Ergebnisse:
Bei den ROC Analysen für den Vergleich der Gruppen „kein Plagiocephalus“ zu „moderater und schwerer Plagiocephalus“ erreichen die Parameter 30°Diagonalendifferenz und Iln(Q4Q2/Q3Q1)I   den max. AUC 1. Der Parameter „Asymmetrie“ (Händische Messung) erreicht einen AUC von 0,991. Den niedrgisten Wert zeigt der Parameter ACAI (AUC 0,694).

Für den Vergleich der Gruppen „kein + moderater Plagiocephalus“ zu „schwerer Plagiocephalus“ erreicht der Parameter 30°Diagnonalendifferenz den max. Wert 1. Der Parameter Iln(Q4Q2/Q3Q1)I erreicht einen AUC von 0,986. Den niedrigsten Wert zeigt der Parameter „Cranial Index“ (AUC 0,551)

Nach Neueinteilung der Probandengruppe anhand der errechneten Schwellenwerte für den Volumenparameters Iln(Q4Q2/Q3Q1)I wächst die Kontrollgruppe um ein Kind und die Gruppe „schwere Asymmetrie“ um acht Kinder an. Die Gruppe „moderate Asymmetrie“ reduziert sich um ingesamt neun Kinder. 

Schlussfolgerung:
Ein großes Problem bei der Klassifikation des LP besteht in der Vielzahl an unterschiedlichen Messmethoden und Messverfahren, wobei die Mehrzahl der Klassifizierungsversuche auf zweidimensionalen Messmethoden beruhen. Der entwickelte, dreidimensionale Volumenparameter Iln(Q4Q2/Q3Q1)I ist sehr gut zur Klassifizierung des LP geeignet und zeigt gute Vergleichbarkeit mit dem bisherigen Goldstandard. Bisher existierte keine dreidimensionale Klassifikation einer lagerungsbedingten Schädelasymmetrie, was in der vorliegenden Arbeit erstmalig erreicht wurde.
N2  - Objective:
Positional plagiocephaly (PP) is the most frequent skull deformity in infants. There are a lot of different classifications and measurment methods existing to categorize severity of positional plagiocephaly. Due to this variety of different measurements a problem arises as it complicates scientific dialogue and comparsion of study results. By using linear measurement methods there is a possibly incorrect reduction and simplification of threedimensional infants skull deformity. For this reason, this study critically evaluates common used parameters as well as newly developed volume-based parameters. Furthermore a newly- developed classification based on threedimensional volumes should be established to quantify the severity of PP.

Patients and Methods:
Patients were n= 210 with unilateral PP. Mean age was 6.5 ± 1,9 months. Furthermore 119 infants were classified as “moderate asymmetry” (CVA 3-12mm) and 91 infants as “severe asymmetry” (CVA > 12 mm).

Control group consists of n=50 infants with a mean age of 6.4 ± 0.6 months and CVA < 3 mm.

Non-invasive, 3D-stereophotogrammetric scans of  skulls were performed on each study participant as well as clinical examination and manual cephalometry by using highprecision caliper. After analysation of scan data by using qualified Software, 12 parameters were evaluated.

Results:
Testing control group with moderate and severe PP the parameters 30° diagonoal difference and volume parameter |ln(Q4‎Q2/Q3Q1)| end up with a maximum value of AUC  1 . Parameter ACAI  shows the lowest value (AUC 0.694). With an AUC of 0,991 the parameter “asymmetry” (manually measured) almost reached maximun value of AUC 1.

Testing control group and moderate group with severe PP the volume parameter Iln(Q4Q2/Q3Q1)I shows an AUC of 0,986. Maximal value of AUC 1 is achieved by parameter 30°diagonal difference. Parameter „cranial index“ shows the lowest value (AUC 0,551).

After rearranging subject group by cut-off values of volume parameter Iln(Q4Q2/Q3Q1)I  the  control group grows by one infant. The group moderate PP diminished by nine infants. The group severe PP increased by eight infants.

Conclusion:
There is a variety of different measurement methods to categorize severity of positional plagiocephaly (PP). Most of these classifications is based on two-dimensional measurements. Our newly-developed classification, based on 3D volume parameter Iln(Q4Q2/Q3Q1)I shows high suitability to categorize positional plagiocephaly for the first time in a threedimensional way.
KW  - Lagerungsplagiocephalus
KW  - positional plagiocephaly
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-206107
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Linz, Christian
A1  - Faber, Julian
A1  - Schmid, Reiner
A1  - Kunz, Felix
A1  - Böhm, Hartmut
A1  - Hartmann, Stefan
A1  - Schweitzer, Tilmann
T1  - Using a 3D asymmetry index as a novel form for capturing complex three-dimensionality in positional plagiocephaly
JF  - Scientific Reports
N2  - Positional plagiocephaly (PP) is the most common skull deformity in infants. Different classification systems exist for graduating the degree of PP, but all of these systems are based on two-dimensional (2D) parameters. This limitation leads to several problems stemming from the fact that 2D parameters are used to classify the three-dimensional (3D) shape of the head. We therefore evaluate existing measurement parameters and validate a newly developed 3D parameter for quantifying PP. Additionally, we present a new classification of PP based on a 3D parameter. 210 patients with PP and 50 patients without PP were included in this study. Existing parameters (2D and 3D) and newly developed volume parameters based on a 3D stereophotogrammetry scan were validated using ROC curves. Additionally, thresholds for the new 3D parameter of a 3D asymmetry index were assessed. The volume parameter 3D asymmetry index quantifies PP equally as well as the gold standard of 30° diagonal difference. Moreover, a 3D asymmetry index allows for a 3D-based classification of PP. The 3D asymmetry index can be used to define the degree of PP. It is easily applicable in stereophotogrammetric datasets and allows for comparability both intra- and inter-individually as well as for scientific analysis.
KW  - craniofacial orthodontics
KW  - physical examination
KW  - three-dimensional imaging
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-300427
VL  - 12
ER  -