Analyse C Phalom Trique PDF [PDF]

Zitiervorschau

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Analyse céphalométrique A. Lambert, O. Setbon, B. Salmon, V. Sebban En orthodontie, la céphalométrie consiste à appliquer des mesures sur des documents radiographiques du crâne. Elle repose sur la reconnaissance d’une radiographie de l’image des structures squelettiques, dentaires, muqueuses et cutanée. Partie intégrante du dossier initial actuel, l’analyse céphalométrique est un examen complémentaire qui aide au diagnostic, pronostic et plan de traitement de tout orthodontiste. Il faut bien sûr privilégier l’examen et le sens cliniques, et garder un esprit critique sur les valeurs céphalométriques au moment des décisions thérapeutiques. Comme le conclut très bien le texte de la Haute Autorité de santé (HAS), « quelle que soit la multiplicité des mesures, l’analyse céphalométrique reste le fruit d’un consensus a minima indispensable pour l’orthodontiste, le chirurgien maxillofacial, l’étudiant ou le chercheur ; chacun y trouve l’outil clinique, métrique, didactique ou prospectif qui lui convient à la condition de l’utiliser avec l’œil critique du scientifique empreint de doute en l’absence de tout autre instrument équivalent ». Le recours à une céphalométrie que l’on pourrait qualifier de volumique, qui s’appuierait sur des acquisitions de la tomodensitométrie, devrait permettre de lever certains facteurs limitant de la céphalométrie bidimensionnelle en proposant des méthodes davantage reproductibles basées sur des références anatomiques précisément identifiées et non sur leurs projections radiologiques. À l’image de la navigation chirurgicale, l’imagerie tridimensionnelle est la base du développement des futures perspectives de traitements en orthopédie dentofaciale : simulations et planifications orthodontiques assistées par ordinateur, conception robotisée de fils préformés et de brackets individuels, etc. © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

Mots clés : Analyse céphalométrique ; Téléradiographie ; Scanner ; Céphalométrie 3D ; Orthodontie

Plan ¶ Introduction

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¶ Historique de la céphalométrie

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¶ Principe de formation de l’image radiologique et techniques radiographiques bi- et tridimensionnelle Formation de l’image radiologique Différentes incidences téléradiographiques Technique de tracé et identification des points Techniques d’imagerie tridimensionnelle : scanner à rayon X et CBCT (« cone beam computer tomography ») Aspects dosimétriques et principes de radioprotection ¶ Différentes analyses Analyses typologiques (Björk, Sassouni) Analyses dimensionnelles (Tweed, Steiner, Ricketts, Downs) Analyses architecturales (Coben, Delaire)

2 2 3 3 4 4 5 5 5 7

¶ Intérêt de la céphalométrie dans l’aide au diagnostic Diagnostic squelettique Diagnostic dentoalvéolaire Diagnostic esthétique

9 9 10 10

¶ Intérêt de la céphalométrie dans l’aide au pronostic Rotations de Björk Types de croissance de Tweed Analyse craniofaciale de Tweed-Merrifield « Visualisation of treatment objective » (VTO) de Ricketts Catégories auxologiques de Petrovic

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¶ Intérêt de la céphalométrie dans l’évaluation des effets d’un traitement et de la croissance : les superpositions Définitions et principes Intérêts Méthodes de superposition

13 13 13 13

¶ Analyse céphalométrique informatisée Analyse bidimensionnelle : 2D Analyse céphalométrique scanographique 3D

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¶ Limites de la céphalométrie Problèmes liés à l’interprétation de l’image radiologique Problèmes liés au repérage de points Problèmes de la fiabilité des plans d’orientation et de référence Problèmes de l’utilisation de moyennes, de constitution d’une population de référence et de définition de la normalité

15 16 16 16 17

¶ Conclusion

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■ Introduction La céphalométrie est une méthode de biométrie appliquée au crâne. Elle dérive de l’anthropométrie qui consiste à effectuer des mesures sur le vivant ou sur des pièces anatomiques actuelles ou disparues (fossiles). En orthodontie, la céphalométrie consiste à appliquer des mesures sur des documents radiographiques du crâne. Elle repose sur l’anatomie

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céphalométrique, c’est-à-dire la reconnaissance sur une radiographie de l’image des structures squelettiques, dentaires, muqueuses et cutanée. Cette méthode a permis à l’orthodontie de faire de nombreux progrès tant sur le plan clinique (diagnostic, évaluation) que sur celui de la recherche appliquée. Partie intégrante du dossier initial actuel, l’étude céphalométrique accompagne l’orthodontiste dès sa formation et suscite de nombreuses discussions sur son intérêt et ses évolutions [1].

■ Historique de la céphalométrie Avant l’apparition de la téléradiographie, le diagnostic était proposé après un examen clinique aussi complet que possible, l’étude des moulages et l’étude de la face et du profil en direct ou sur support photographique [2]. La téléradiographie est née de deux découvertes : • Carrea, en 1922, imagine la première technique téléradiographique. En éloignant la source de l’objet et en rapprochant l’objet du film, on obtient un faisceau de rayons X moins divergent, quasi parallèle, permettant de se rapprocher de la projection orthogonale et de minimiser le phénomène d’agrandissement. Classiquement la distance foyer-objet est de 4 mètres ; • Broadbent, en 1931, perfectionne la technique en la standardisant grâce à l’emploi d’un céphalostat, qui sert d’une part à orienter la tête grâce à des viseurs lumineux et d’autre part à la stabiliser dans une position identique reproductible pour chaque cliché, grâce à deux tiges portant deux olives auriculaires. En 1920, Angle avait orienté Broadbent vers un projet d’étude de la croissance de la face [3]. En 1922, Broadbent eu l’idée que les superpositions sur la ligne sous-nasale (SN) ou sur la ligne canal auditif-orbite montreraient plus clairement les changements des dents et des mâchoires pendant le traitement orthodontique. Mais l’utilisation de ses clichés montra que sa technique n’était pas suffisamment standardisée pour avoir deux films identiques avec la même distance film-source de rayons X. Ceci amena en 1925 à la fabrication du radiographic craniometer pour obtenir des clichés standardisés à partir de crânes secs. Cet instrument montra que des profils radiologiques pouvaient être obtenus de manière tellement précise que différents opérateurs pouvaient produire des radiographies identiques. On avait une vue en deux dimensions. La machine a été redessinée pour permettre aussi la production d’un film frontal complémentaire au film latéral. On obtenait des enregistrements en trois dimensions (3D) pour permettre des mesures de changements orthodontiques et du développement facial pendant la croissance. En 1926, l’expérience sur le premier céphalostat de Broadbent confirma que des radiographies correctement orientées de la tête et de la face peuvent être réalisées, et que les résultats sont les mêmes que ceux obtenus avec le radiographic craniometer. Les expériences ont continué et les céphalostats ont été perfectionnés pour obtenir une technique fiable pour des études longitudinales à long terme de la croissance de l’enfant, grâce à la fondation Bolton et au financement apporté par Mme France Bolton, naît, en 1928. L’étude Bolton est l’une des plus larges études longitudinales menées sur la croissance faciale. Entre 1930 et 1973, 5 000 enfants vont être radiographiés tous les 6 mois jusqu’à l’âge de 4 ans puis tous les ans jusqu’à l’âge adulte ; ainsi 22 000 enregistrements ont ainsi été répertoriés. Cette étude visait à utiliser la céphalométrie pour l’étude de la croissance individuelle et la production de standards fiables. Les méthodes de superposition ont ainsi débuté avec l’étude de Bolton qui est fondée sur Bo-Na avec R enregistré. Mais les auteurs vont ensuite faire des superpositions générales et locales dérivées des constructions de leur analyse (Tweed, Down, etc.). La céphalométrie orthodontique va réellement s’étendre à partir de l’après-guerre avec le développement des techniques orthodontiques et les méthodes de traitement des différents auteurs [4]. Certaines analyses vont simplement mesurer des variables et les comparer à des moyennes, ce sont les analyses dimensionnelles et d’autres vont comparer le sujet à lui-même, ce sont les analyses architecturales : • Tweed (1946) met au point une analyse pour servir sa technique de traitement ;

• Björk (1947) à partir de l’étude de 600 enfants et adultes fait un diagnostic des anomalies antéropostérieures du prognathisme facial et dentoalvéolaire ; • Riedel, Thompson et Graber mettent au point l’analyse de Northwestern University (Chicago) en 1948 avec l’utilisation de la ligne SN et des angles SNA-SNB ; • Ballard (1948-1951) croise les avis des différents auteurs et expose une philosophie de la croissance. Il définit des rapports de classe squelettique (I-II-III) avec l’analyse de Northwestern en y rajoutant l’ANB (angle NB). Il analyse les dents par les inclinaisons des incisives selon Tweed et parle de compensations dentoalvéolaires qui permettent aux dents de s’adapter à un type squelettique génétiquement déterminé. • Downs (1948-1956) a le souci d’associer l’analyse céphalométrique à l’examen clinique, en particulier du profil, en déterminant un type facial squelettique (angle facial, angle de convexité, etc.) et en analysant les dents par rapport au squelette. L’influence des méthodes céphalométriques américaines a été longtemps prépondérante. Ces nombreuses études ont proposé des analyses céphalométriques rapportant les mesures individuelles à la norme, ces critères variant avec les auteurs en fonction de leur choix esthétique et de leur conception de la croissance. Si Ricketts écrit qu’une analyse scientifique de la beauté faciale doit être abordée sur une base mathématique, en France, Julien Philippe critique, en 1970, l’emploi systématique de la céphalométrie et préfère la clinique. Burstone l’accuse même d’avoir « stérilisé la pensée orthodontique » et « d’avoir retardé les progrès de l’ODF (orthopédie dentofaciale) ». En 1971, au congrès de Lyon, Delaire présente une analyse architecturale dans laquelle les moyennes n’apparaissent plus. Pour Charron, globalement, on assiste à un retour raisonnable et réaliste d’une céphalométrie dont la place est au niveau des examens complémentaires, cédant le pas s’il le faut aux exigences de l’esthétique et de la fonction. Après un rappel de la technique téléradiographique, nous aborderons dans un premier temps les différents types d’analyses céphalométriques en deux dimensions (2D), puis nous étudierons les analyses assistées par ordinateur et les analyses 3D, et enfin les intérêts et limites de ces différentes analyses.

■ Principe de formation de l’image radiologique et techniques radiographiques bi- et tridimensionnelle Formation de l’image radiologique De même nature électromagnétique que la lumière visible, mais d’une longueur d’onde 1 000 à 10 000 fois inférieure (de l’ordre du nanomètre), les rayons X sont des rayonnements ionisants produits en bombardant une anode de tungstène par un faisceau d’électrons accélérés par une forte différence de potentiel au sein d’un tube à rayon X. Les interactions entre électrons et noyaux lourds de tungstène sont à l’origine de l’émission d’un rayonnement de freinage, autrement dit du faisceau incident de rayons X. L’exposition est réglée par trois constantes : • l’intensité qui conditionne le nombre de photons X produits (aspect quantitatif), donc l’exposition du détecteur (film ou capteur) matérialisé par un noircissement global (densité optique) de l’image ; • le temps d’exposition qui est généralement relié à l’intensité ; • la tension dont l’augmentation permet de délivrer des photons X plus énergétiques et donc plus pénétrants (en fonction de la corpulence du patient) et diminue le contraste global de l’image (aspect qualitatif). La formation de l’image repose sur l’atténuation du faisceau de RX (rayons X) incident de façon variable en fonction de l’épaisseur, de la densité et du coefficient d’atténuation massique (c’est-à-dire de la minéralisation) des tissus traversés dans le corps exposé. Ces différences d’absorption sont à l’origine du

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contraste de l’image radiante qui est révélée par un film argentique ou un détecteur numérique. Ainsi, le faisceau émergent, porteur de l’image transmise, impressionne, dans le cas d’un film, une émulsion de bromure d’argent sur laquelle se forme l’image latente, invisible. L’image visible est alors obtenue par le processus de développement de l’émulsion. Selon la modulation du faisceau incident par les tissus traversés, l’image présente, sous la forme d’une gamme de gris, la projection bidimensionnelle des structures explorées. La densité de gris est fonction de la radio-opacité des tissus, allant du noir pour les structures peu ou pas radioclaires au blanc pour les structures les plus atténuantes. Dans le cas d’un système numérisé, l’atténuation du faisceau de RX déterminée dans chaque pixel (élément élémentaire) du capteur est informatiquement convertie en niveaux de gris. La performance des détecteurs numériques s’évalue notamment par la sensibilité et le pouvoir de résolution, c’est-à-dire la capacité de distinguer des éléments très fins avec un contraste suffisant. On distingue les méthodes de numérisation directes et indirectes : • les procédés indirects font appel à des plaques photostimulables qui se présentent sous la forme d’un support de même format que les cassettes analogiques. Ces plaques radioluminescentes (ERLM) ont la propriété de conserver l’énergie acquise lors de l’exposition aux rayons X et de ne la restituer sous forme de photons lumineux qu’après stimulation par un faisceau laser. Lors de l’exposition, l’énergie du rayonnement incident est stockée dans le film sous forme d’une image dite « latente ». Des molécules de terres rares absorbent les RX et passent dans un état énergétique supérieur dit « métastable ». Lors de la lecture, la plaque est placée dans un lecteur laser. Un faisceau He-Ne balaye la surface de l’écran. Physiquement, les molécules de terres rares reviennent à leur état fondamental en émettant de la lumière visible proportionnellement à l’énergie préalablement reçue. Un capteur associé à un intensificateur de luminance compte l’énergie lumineuse réémise pour chaque pixel stimulé. Un dispositif de traitement d’images permet l’obtention de clichés de bonne tonalité et une dynamique élevée qui pourront alors être imprimés sur un support transparent et/ou archivés sur support numérique ; • les procédés de numérisation directes recourent à des capteurs plans convertissant directement les photons X en signaux électriques (couche de semi-conducteurs à base de sélénium couplé à une électronique de lecture) ou via une étape supplémentaire de conversion des photons X en photons lumineux avant le comptage (scintillateur d’iodure de césium couplé à une matrice de photodiodes à base de silicium amorphe). Les images radiologiques classiques présentent : • un agrandissement qui diminue quand les distances sourceobjet et objet-récepteur sont réduites ; • une déformation consécutive à la géométrie de projection conique ; • un manque de netteté, du fait de la granulation du film argentique, du bruit de l’image numérique, et des flous géométrique (pénombre de la source non ponctuelle), physique (voile du rayonnement diffusé), cinétique (mobilité du patient lors de l’examen) et anatomique (épaisseurs et densités variables des structures traversées). Le recours à la téléradiographie à longue distance afin de diminuer les déformations et à l’agrandissement de l’image a nécessité l’utilisation de la haute tension, impliquant des appareillages puissants. L’image s’est enrichie en détails : les structures osseuses sont parfaitement visibles, les tissus mous mieux rendus, en particulier au niveau du cavum, de la base de la langue, du pharynx et du larynx. Mais la haute tension reste insuffisante pour une bonne visualisation du contour peaucier. L’utilisation de filtres généralement en aluminium (ou en laiton) placés soit à la sortie du tube, soit entre le sujet et le film, ont permis une lisibilité concomitante du contour cutané et des tissus durs sur le même document radiographique [5].

Différentes incidences téléradiographiques Téléradiographie de profil en occlusion Elle constitue, avec le cliché panoramique, le dossier radiologique de base de l’orthodontiste. L’incidence de profil peut aussi être réalisée bouche ouverte, pour dégager l’image condylienne (travaux de Ricketts), au repos physiologique, pour apprécier l’espace d’inocclusion ou en RC (relation centrée), en cas de décalage important avec l’ICM (intercuspidie maximale). On positionne le patient dans un céphalostat (pour garantir la reproductibilité des clichés) avec le profil gauche du coté du capteur numérique, le plan de Francfort cutané étant à l’horizontale. Le rayon directeur est perpendiculaire au plan sagittal médian et passe par le centre des olives auriculaires. Cette radiographie de profil renseigne sur les rapports dentoalvéolaires (déjà appréciés lors de l’examen clinique), dentosquelettiques et squelettosquelettiques dans les sens sagittal et vertical. Elle permet aussi la visualisation des structures environnantes, selle turcique, vertèbres cervicales, malformations osseuses éventuelles et les tissus mous telles que les tonsilles et le profil cutané. L’exploitation de ces clichés avec le tracé de points (du profil gauche, le moins déformé), de lignes et de plans aboutit à l’élaboration d’analyses céphalométriques représentant une part importante du diagnostic [6]. Largement utilisé en ODF, le cliché téléradiographique présente néanmoins, outre les flous géométriques, physiques, morphologique et cinétiques communs à toute image radiologique, une difficulté de lecture de certaines zones du fait de la superposition sur un seul plan d’une structure tridimensionnelle (loi de confusion des plans). Le repérage des points céphalométriques est donc source d’imprécision et pose le problème de la valeur du tracé, des structures de référence et des mesures. De plus, il faut tenir compte de la tendance fréquente à la propulsion lors de la réalisation de des clichés. Un premier cliché d’étude peut être intéressant pour évaluer le type de croissance par superposition à un second cliché réalisé avant le début de traitement (cliché dominant) qui sera le document d’élaboration des analyses céphalométriques. Un autre cliché de contrôle intermédiaire peut être utile pour visualiser l’orientation des axes dentaires en cours de traitement. Enfin, un dernier cliché en fin de traitement actif permet de vérifier l’obtention des objectifs de traitement. La stabilité du traitement est évaluée grâce à l’analyse céphalométrique en contention.

Téléradiographie de face Elle est réalisée en plaçant le patient dans le céphalostat face au capteur, le plan de Francfort étant horizontal et le rayon directeur perpendiculaire à l’axe joignant les olives auriculaires en passant par le plan sagittal médian. Ce cliché permet l’étude de la symétrie faciale, des rapports transversaux des maxillaires et complète la céphalométrie 2D par l’apport de la dimension manquante [7]. En effet, il constitue une aide au diagnostic différentiel des latérognathies ainsi qu’à celui des endo- ou exognathies. Il fournit aussi des renseignements complémentaires quant à la ventilation du patient, à la déviation éventuelle de la cloison nasale et au développement des sinus. Les incidences axiales sont rarement pratiquées mais représentent le troisième élément de l’examen céphalométrique tridimensionnel pratiqué selon le plan de Francfort. Le sujet est en position menton-vertex-plaque, le rayon directeur est perpendiculaire au plan de Francfort et passe par l’axe biolivaire. De même que l’incidence de face, l’incidence axiale peut être utile à déceler une anomalie du sens transversal ; elle permet de plus d’apprécier la forme crânienne dans un plan horizontal, les sinus, la symétrie mandibulaire et son implantation dans les cavités glénoïdes.

Technique de tracé et identification des points Pour réaliser un tracé céphalométrique, le clinicien doit connaître l’anatomie du crâne et de la face [8]. Il est important

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de garder à l’esprit que le cliché radiographique en deux dimensions représente la projection d’un objet en trois dimensions. Il faut savoir distinguer et tracer les structures bilatérales qui ne sont pas toujours superposées en raison des asymétries faciales, de l’agrandissement de l’image et des erreurs de positionnement du patient dans le céphalostat [9]. Par convention, la téléradiographie de profil est placée avec l’image du patient regardant à droite. Le tracé et l’identification des points céphalométriques peut être réalisé manuellement au crayon sur papier calque, le rapporteur ou, de plus en plus, l’informatique permettant la mesure des angles. Chaque analyse a défini ses propres points et lignes mais de nombreux points sont communément utilisés par les auteurs. Il est important de connaître la définition et l’abréviation des points utilisés. Par exemple, le pogonion, dit « Pog » est le point le plus antérieur de la symphyse mentonnière.

Techniques d’imagerie tridimensionnelle : scanner à rayon X et CBCT (« cone beam computer tomography ») La tomodensitométrie X (TDM) ou scanographie, appelée CT-scan pour computed tomography par les Anglo-Saxons, est une imagerie tomographique qui permet d’obtenir des coupes anatomiques reconstruites dans tous les plans à partir de l’acquisition radiologique d’un volume. Les premiers bilans tomodensitométriques odontostomatologiques n’utilisaient pas de logiciels spécifiques et seules des coupes axiales et transversales directes étaient réalisées. Depuis, les constructeurs proposent des programmes spécifiquement adaptés à l’étude des maxillaires (type DentaScan®). Le principe consiste à obtenir, à partir des données numériques enregistrées durant une acquisition dans le plan axial, des coupes reconstruites, c’est-à-dire recalculées par l’ordinateur dans différents plans de l’espace. L’acquisition des coupes natives repose sur la rotation continue d’un tube radiogène autour du patient en déplacement à vitesse constante décrivant ainsi une géométrie dite « hélicoïdale » ou « spiralée ». L’atténuation d’un faisceau de rayons X est mesurée dans de multiples incidences. Le tube et les détecteurs tournent en continu autour de l’objet étudié, permettant d’obtenir des profils d’atténuation ou projections à des angles de rotation différents. Ces projections sont échantillonnées et numérisées, puis mathématiquement « rétroprojetées » dans une matrice de reconstruction. Le volume exploré est virtuellement découpé en unités de volume élémentaires nommées voxels. L’atténuation du faisceau de RX réalisée par chacun de ces voxels est ensuite traduite en valeurs de densité et enregistrée. La densité des différents tissus est exprimée en unités Hounsfield (UH) dont l’échelle arbitraire s’échelonne de -1 000 pour l’air à +4 000 pour l’os compact. Par convention, la valeur 0 correspond à l’eau. Une gamme de densités doit alors être sélectionnée par fenêtrage pour que l’image soit analysable par l’œil humain. Cette fenêtre se définit par sa largeur (nombre de niveaux de densité) et son niveau (valeur centrale des densités visualisées) et est adaptée à la nature des tissus étudiés (par exemple, fenêtre tissus durs). Une fois ces coupes axiales obtenues, l’acquisition, qui n’excède plus une dizaine de secondes, est à proprement parler terminée. L’obtention des images finales relève d’un traitement informatique des données par un ou des logiciels spécifiques de reconstruction multiplanaire (MPR). Réalisées aux prix de lourds calculs informatiques, les reconstructions 3D sont des représentations de l’objet anatomique dans sa dimension volumique. L’objet peut être mobilisé directement sur l’écran de l’ordinateur. Une multitude de vues peuvent être réalisées. Les structures anatomiques, à l’aide d’outils informatiques de segmentation et de seuillages, peuvent être représentées de manière isolée. Par exemple, il est possible de ne visualiser que les dents en ne conservant à l’écran que l’affichage des densités dentaires. On peut également attribuer telle couleur à telle gamme de densité afin de proposer des représentations en couleur par des techniques de volume rendering ou de transparence. Ces représentations 3D, cosmétiques, n’ont néanmoins pas systématiquement un intérêt clinique évident [10] . De récents logiciels de céphalométrie permettent aujourd’hui d’exploiter les données issues de ces acquisitions pour travailler

Tableau 1. Dose efficace des différents clichés radiographiques. Modalité d’imagerie

Dose efficace moyenne (µSv)

Équivalence en jours d’exposition naturelle

Cliché rétroalvéolaire

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20°, FMIA = 68° et si FMA > 30°, FMIA = 65°, en découle l’IMPA. Steiner mesure la distance et l’angle entre l’axe de l’incisive et Na-B : [i-Na-B] = 4 mm, â i-NaB = 25°. Ricketts mesure lui aussi une distance et un angle mais cette fois-ci entre l’incisive et A-Pog : [i-A-Pog] = +1 mm ± 2, â i-APog = 22° ± 4. Dans l’analyse de Vaugeois, on trace un axe perpendiculaire au plan mandibulaire et passant par le centre de la symphyse. On mesure la distance de cette ligne au bord libre de l’incisive mandibulaire et on la multiplie par 2 pour trouver le nombre de millimètres nécessaires sur l’arcade. La version de l’incisive supérieure se mesure par rapport au plan de Francfort dans l’analyse de Tweed (107°). Pour Steiner, la distance i-Na-A = 4 mm, l’angle i-NaA = 22°. Pour Ricketts, l’axe de l’incisive maxillaire doit être tangent au rebord postérieur de l’orbite. L’angle interincisif de Tweed est de 135° et se situe entre 125° et 130° en fonction du type facial dans l’analyse de Ricketts. Les chevrons de Steiner permettent de prévoir les axes des incisives en fonction de l’angle ANB. Le plan d’occlusion est différent selon les auteurs. Pour Downs, il équivaut à la ligne joignant les milieux des recouvrements incisif et molaire. L’angle entre le plan d’occlusion et le plan de Francfort varie entre 1,5° et 14,3° dans les cas normaux. Pour Jacobson, c’est la ligne joignant le milieu du recouvrement incisif et la cuspide mésiovestibulaire de la première molaire maxillaire (et non le milieu de l’intercuspidation molaire). Pour Ricketts, c’est la ligne joignant les milieux des recouvrements des prémolaires et des molaires. L’évaluation de l’encombrement postérieur dans l’analyse de Tweed se fait sur le calque en mesurant sur le plan occlusal la distance entre la face distale de la dent de 6 ans et le rebord antérieur de la branche montante à l’endroit où son image coupe le plan occlusal. Si cette image est simple la distance est doublée. La croissance de la mandibule est estimée par la Fondation Tweed à 1 mm par an et par côté jusqu’à 17 ans pour les garçons et 15 ans pour les filles. Ricketts mesure la distance comprise entre la limite postérieure de la fente ptérygomaxillaire (PTV) et la face distale de la première molaire inférieure, projetées sur le plan de Francfort. Cette distance doit être égale à l’âge +3 mm ± 3. Une distance inférieure à cette norme moyenne contre-indique la distalisation des molaires, sauf cas d’agénésie des 18 et 28 [19].

Diagnostic esthétique Grâce au filtrage des rayons X, les contours peauciers sont visibles sur la téléradiographie de profil. Pour l’évaluation esthétique du profil, afin de se dégager de la subjectivité de son propre sens de l’esthétique, des lignes de références ont été proposées par certains auteurs : • l’angle Z de Merrifield est l’angle formé par le plan de Francfort et la tangente au pogonion cutané et la lèvre la plus proéminente, sa norme est de 78°. La ligne Z caractérise la position antéropostérieure de la mandibule. De plus, l’équilibre des tissus mous est évalué grâce aux mesures des épaisseurs de la lèvre supérieure et du menton cutané ; upper lip = total chin ; • pour Steiner, les lèvres doivent affleurer la ligne S, tangente au pogonion cutané et au milieu du S formé par le contour inférieur du nez ;

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• la ligne esthétique E de Ricketts relie le pogonion cutané et la pointe du nez, la lèvre supérieure doit être à 2 mm en retrait de cette ligne et la lèvre inférieure est légèrement en arrière ; • l’angle H de Holdaway se mesure entre la ligne Na-B et la ligne reliant le pogonion cutané et la lèvre supérieure, sa norme se situant entre 7 et 9° si l’ANB est normal ; • Burstone utilise le plan palatin (bispinal) comme référence et 7 mesures horizontales et 3 verticales pour décrire le profil [16]. Néanmoins, comme l’indique Philippe [20], les tissus mous des lèvres et du menton sont très rarement au repos au moment de la prise de clichés en occlusion, la « téléradiographie au repos » est difficile à réaliser. Pour Bassigny [19], « il faut même abandonner l’évaluation des structures cutanées sur les téléradiographies qui sont fausses si le patient présente une classe II ou III squelettique ou un excès vertical antérieur ; outre le fait que l’on ne puisse être en position habituelle de repos en intercuspidie maximale ».

■ Intérêt de la céphalométrie dans l’aide au pronostic Dans les années 1940, Broadbent et Brodie proposent la téléradiographie comme moyen d’étude des prévisions de croissance. Ils font des superpositions et concluent à une croissance régulière et uniforme, quasi homothétique à partir d’un point R proche de la selle turcique, les différents points faciaux s’en éloignant dans le temps en ligne droite. Cette notion est aujourd’hui largement contestée. La prévision de croissance est intéressante lors de l’établissement du diagnostic et du pronostic de traitement du patient qui grandit encore, dans la mesure où la thérapeutique peut modifier la direction de la croissance et/ou la croissance peut modifier l’action et le résultat thérapeutiques. La comparaison de clichés standards, pris à différents stades du développement craniofacial, a permis à différents auteurs d’avancer avec un risque calculé des pronostics sur la croissance des sujets étudiés. Il en est ainsi des rotations de Björk, des types de croissance de Tweed, de l’analyse craniofaciale de Tweed-Merrifield, des VTO de Ricketts et des catégories auxologiques de Petrovic [17].

Rotations de Björk C’est une méthode qualitative de prévision de croissance qui renseigne sur l’évolution probable de la mandibule au cours de la croissance et permet de déterminer les moyens thérapeutiques en fonction de ces informations. Grâce aux méthodes de superpositions implantaires, Björk a décrit sept signes structuraux (auxquels on peut ajouter l’angle mandibulaire) qui permettent sur un seul cliché de classer l’individu et de prédire le sens de la rotation. Ces sept signes ne sont pas systématiquement tous retrouvés pour un cas donné, mais c’est l’accumulation de ces signes qui est révélateur d’un type particulier de rotation de croissance. Par ailleurs, Björk souligne que ces signes structuraux ne sont pas aussi marqués avant la puberté. Le clinicien doit connaître le type de croissance du patient avant d’élaborer son plan de traitement car il existe une relation directe entre le type du sujet et les indications ou contreindications des divers appareillages possibles. Plus le type de rotation est accusé, plus les problèmes cliniques seront importants. Par exemple, les appareils qui surélèvent l’occlusion aggravent une rotation postérieure, les extractions aggravent une rotation antérieure [17] (Tableaux 1, 2). Leiba et Charron [21], en 1973, ont établi l’échelle ELCE : il s’agit d’attribuer une valeur chiffrée (entre -2 et +2) aux signes téléradiographiques de rotation de Björk (Tableau 3) : • on note 0 si le signe utilisé ne s’écarte pas de la moyenne ; • on note -2 si le signe semble traduire une rotation postérieure marquée ; • on note -1 si le signe semble traduire une rotation postérieure faible ; • on note +2 si le signe semble traduire une rotation antérieure marquée ; • on note +1 si le signe semble traduire une rotation antérieure faible. Ensuite, on fait la somme algébrique des valeurs attribuées à chaque signe pour déterminer le type de rotation et son degré d’accentuation. Ces valeurs vont de -16 (rotation postérieure très marquée) à +14 (rotation antérieure très marquée). La valeur 0 correspond à une rotation moyenne. D’une manière générale, on peut considérer que du côté négatif de l’axe, il y a tendance à la rotation postérieure tandis que du côté positif, il y a tendance à la rotation antérieure. Plus la valeur trouvée se rapproche d’une extrémité de l’axe, plus cette rotation est

Tableau 2. Signes structuraux de Björk. Caractères

Rotation antérieure

Rotation postérieure

Direction du col du condyle

Trapu et dirigé en avant

Allongé, grêle et incliné en arrière

Image du canal dentaire inférieur

Courbe

Rectiligne

Angle mandibulaire

Fermé

Ouvert

Échancrure préangulaire

Bord inférieur de la mandibule en rocking-chair

Existence d’une échancrure préangulaire

Angle interincisif

Ouvert

Fermé

Symphyse mentonnière

Épaisse

Peu épaisse

Corticale osseuse

Épaisse

Mince

Angle postérieur entre les axes des dents de 6 ans

> 180°

< 180°

Hauteur de l’étage inférieur

Diminuée

Augmentée

Tableau 3. Valeurs chiffrées des signes de Björk (Leiba et Charron). Valeur

-2

-1

0

+1

+2

Orientation col du condyle

Très en arrière

En arrière

Normal

En avant

Très en avant

Peu important

Normal

Important

Rapport coroné/condyle Largeur branche montante

Étroite

Normale

Large

Très large

Angle mandibulaire

Très ouvert

Ouvert

Normal

Fermé

Très fermé

Échancrure mandibulaire

Très marquée

Marquée

Normale

Peu marquée

Bord arrondi

Forme de la symphyse

Très effacée

Effacée

Normale

Marquée

Très marquée

Fine

Normale Ouvert

Ouvert/supra

Corticale sous symphysaire Angle interincisif Courbure canal mandibulaire

Fermé/béance

Fermé

Normal

Droit

Normal

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28-600-A-10 ¶ Analyse céphalométrique

accentuée dans un sens ou dans l’autre. Il semble donc que cette méthode permette d’éliminer les causes d’erreur classique de tracé et de prise de mesure sur ce tracé. Elle confirme qu’un seul ou même deux signes très marqués ne peuvent suffire à affirmer le type de rotation mais que c’est bien l’ensemble des signes qui y contribue. En effet, il existe peu de cas où la rotation est pure et la plupart des clichés montrent un amalgame de signes traduisant soit une rotation antérieure, soit une rotation postérieure [22]. En 1984, Björk, Skieller et Linde-Hansen ont montré que les quatre variables céphalométriques les plus étroitement liées au sens de la rotation sont par ordre décroissant : l’index de hauteur faciale (HFP/HFA), l’angle goniaque, l’angle de la ligne mandibulaire (ML1) et l’angle de la ligne palatine (ENA-ENP) avec la ligne SN.

Types de croissance de Tweed Il s’agit de déterminer la direction ou le type de croissance d’un patient sans traitement et en période de croissance. Deux téléradiographies séparées d’au moins 12 mois sont nécessaires. La superposition se fait sur SN, avec S enregistré. Tweed décrit trois types de croissance : • le type A représente 25 % de la population pour laquelle la face se développe en bas et en avant d’une manière harmonieuse, sans modification de la valeur de l’angle ANB. Dans ce type de croissance, le pronostic est généralement bon ; • dans le type B, 15 % de la population, la croissance s’effectue vers le bas et en avant, avec un étage moyen se déplaçant vers l’avant plus rapidement que l’étage inférieur. Les difficultés augmentent et croissent avec la valeur de l’angle ANB ; • dans le type C, 60 % de la population, l’étage inférieur de la face croît en bas et en avant plus rapidement que l’étage moyen, avec diminution de la valeur de l’angle ANB. Ce type peut sembler favorable dans les cas de classe II, mais si la croissance se manifeste d’une manière trop marquée et trop longtemps, il y a risque de perturbation dans les zones inférieures avec des risques de récidives d’encombrement ou de version qui nécessitent une contention longue. Si les clichés de prétraitement n’ont pas été faits, la valeur de l’angle FMA nous renseigne sur les directions de croissance et Tweed donne pour un FMA inférieur à 20° une croissance surtout horizontale, pour un FMA compris entre 20 et 30° une croissance harmonieuse et pour un FMA supérieur à 30° une dominante verticale qui assombrit le pronostic.

Analyse craniofaciale de Tweed-Merrifield À partir de données céphalométriques de nombreux cas traités, la Fondation Tweed a créé un « index de difficulté » de traitement pour évaluer un cas : • si 22° ≤ FMA ≤ 28° : il n’y a pas de handicap. En revanche, chaque degré en plus ou en mois est multiplié par 5 points ; • pour 1° ≤ ANB ≤ 5° : il n’y a pas de handicap. Chaque degré de différence augmente le handicap de 15 points ; • pour 78° ≤ SNB ≤ 82° : il n’y a pas de handicap. Chaque degré de différence augmente le handicap de 5 points ; • pour 70° ≤ angle Z ≤ 80° : il n’y a pas de handicap. Chaque degré de différence augmente le handicap de 2 points ; • pour 8° ≤ plan d’occlusion ≤ 12° : il n’y a pas de handicap. Chaque degré de différence augmente le handicap de 3 points ; • pour 0,65 ≤ hauteur faciale ≤ 0,75 : il n’y a pas de handicap. Chaque centième de différence augmente le handicap de 300 points. De ces observations, le Dr Gramling (directeur de recherche à la Fondation) a établi une échelle de difficulté des traitements des classes II. C’est le pronostic en fonction du handicap facial : • handicap supérieur à 120 : pronostic impossible ; • handicap de 100 à 119 : pronostic très réservé ; • handicap de 90 à 99 : pronostic réservé ; • handicap de 80 à 89 : pronostic favorable ; • handicap de 70 à 79 : pronostic bon ; • handicap de 60 à 69 : pronostic excellent. En fonction du handicap, il faudra informer le patient sur la difficulté du traitement, la nécessité d’extractions et sur le besoin essentiel de sa coopération.

N.N N.OB N.DB N.DB D.OB N.OB D.DB N.N D.N M.N N.N M.OB N.DB M.DB N.OB R A D.DB M.DB P D.N M.N D.OB M.OB 1 D.DB M.DB A A D.N M.N R R D.OB M.OB D.DB D.N D.OB

2 P

3 P

M.DB M.N M.OB

Figure 12. Arborisation de Lavergne et Gasson (1982) modifié par Petrovic (1987) citée par Lautrou. A : rotation antérieure ; R : rotation neutre ; P : rotation postérieure ; OB : open bite ; N : normal ; DB : deep bite. 1, 2 et 3 indiquent la différence de potentiel de croissance maxillomandibulaire : mandibule = maxillaire = 1, mandibule < maxillaire = 2, mandibule > maxillaire = 3. D, N, M indiquent la relation squelettique sagittale : mandibule classe II = D, mandibule classe I = N, mandibule classe III = M.

« Visualisation of treatment objective » (VTO) de Ricketts La prévision de croissance selon Ricketts est la construction graphique de l’image de ce que sera le céphalogramme de profil d’un sujet dans un certain nombre d’années. Cette prévision peut tenir compte de la croissance uniquement ou des effets du traitement projeté ajoutés à ceux de la croissance. Il s’agit alors d’une visualisation des objectifs de traitement. Son intérêt se trouve dans la possibilité d’envisager différentes solutions thérapeutiques, d’en établir la prévision et de juger de la faisabilité de chaque solution. La solution optimum est retenue. Les différentes séquences mécaniques capables de provoquer ces déplacements sont alors déterminées. L’examen de la VTO permet aussi de noter les mécaniques contre-indiquées pour le cas étudié. En cours de traitement, la comparaison des clichés avec la VTO permet de contrôler la réalisation des objectifs fixés.

Catégories auxologiques de Petrovic À partir d’une étude faite sur des patients auxquels on a placé des implants pour réaliser des superpositions fiables, Lavergne et Gasson ont dégagé 11 groupes rotationnels et ont proposé un schéma sous forme d’arborisation qui représente l’influence des rotations des mâchoires sur la morphogenèse des malocclusions. Ces 11 groupes résultent de deux étapes dans l’arborisation, l’une fait référence aux vitesses relatives des croissances maxillaire et mandibulaire, l’autre est une étape d’harmonisation, de compensation ou de surcompensation des rotations de croissance. En rajoutant à chacun de ces groupes les notions d’open bite (OB), deep bite (DB) et normal (N), on obtient les 33 types rotationnels de l’arborisation à 3 niveaux de Petrovic. Lavergne et Gasson ont ensuite défini 6 catégories auxologiques ou catégories biologiques de potentiel de croissance et de potentiel de réponse à la thérapeutique. Elles sont classées en fonction de la vitesse d’apposition sous-périostée et de la vitesse de renouvellement de l’os alvéolaire mandibulaire. Il existe des relations étroites entre les 6 catégories auxologiques de potentiel de croissance et les 11 groupes rotationnels. L’identification d’un type rotationnel donné permet en fait une identification indirecte de la catégorie auxologique à laquelle le sujet appartient. L’objectif est de définir le groupe rotationnel du patient à partir d’une téléradiographie de profil initiale afin de définir le potentiel de croissance et de réponse qu’on peut attendre au cours de la thérapeutique [17] (Fig. 12). Cette étude compliquée a été critiqué par Lautrou [17] car elle ne prend pas en compte le sens de la rotation du patient avant traitement, et par le fait que les variables qui servent à classer

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Analyse céphalométrique ¶ 28-600-A-10

les patients sont toutes matricielles donc soumises aux modelages de surfaces et ne font jamais appel aux structures stables du squelette. La prévision de croissance apparaît comme une nécessité. Elle porte un intérêt tant clinique que pédagogique, diagnostique et pronostique. Cependant, elle présente des limites liées à la céphalométrie (repérage des points, choix du référentiel, etc. énumérés ci-après) et aux prévisions elles-mêmes. Toutefois, cette démarche ne peut se traduire que par une amélioration du plan de traitement, de la thérapeutique et finalement du savoir en raison du concept intellectuel qu’elle implique notamment dans le domaine des interactions possibles entre croissance et thérapeutique.

■ Intérêt de la céphalométrie dans l’évaluation des effets d’un traitement et de la croissance : les superpositions Définitions et principes La superposition consiste, comme son nom l’indique, à superposer deux tracés téléradiographiques d’un même sujet, effectués à un certain intervalle de temps. À l’origine, elle a été rendue possible grâce à la standardisation des clichés. Actuellement, un logiciel comme Procuste (Penin X, Rev Orthop Dento Faciale, 1999) superpose les tracés grâce à la mise à l’échelle informatique. Qu’elle soit manuelle ou informatique, une superposition ne peut être fiable que si l’opérateur effectue les deux tracés en même temps et qu’il a une bonne connaissance de l’anatomie radiologique. Les clichés doivent être de bonne qualité avec un intervalle de temps suffisant. Elle permet de mettre en évidence des changements de forme du squelette ou des mouvements dentaires dans le temps du fait de la croissance ou suite à une thérapeutique. « La comparaison des tracés donne un aspect dynamique à la céphalométrie en intégrant les facteurs espace et temps. » [5] Il existe deux grands types de superposition qui fournissent des renseignements complémentaires : • les superpositions d’ensemble, qui permettent de suivre le mouvement de structures à distance de la zone superposée du fait de la croissance des structures adjacentes ; • les superpositions locales, qui mettent en évidence les variations de taille et de forme d’une pièce osseuse donnée ainsi que les mouvements dentaires en superposant au niveau de la zone étudiée. La superposition s’effectue sur une zone devenue fixe et par rapport à laquelle les différents points de repère se déplacent. Pour effectuer une superposition, il est nécessaire de définir un point d’enregistrement sur lequel les deux tracés sont superposés et un plan (ou une ligne) de superposition qui doit être, si possible, indépendant des zones de croissance et facilement repérable (appartenant au plan sagittal médian pour moins de déformation). Le choix d’une ligne horizontale met en évidence des déplacements antéropostérieurs, tandis qu’une ligne verticale indique ceux qui sont verticaux. Il existe des repères anatomiques périostés instables car susceptibles d’être modifiés par un processus d’appositionrésorption à l’interface os-matrice (immense majorité des points et lignes utilisés en céphalométrie conventionnelle) mais d’autres sont stables comme les lignes basicrâniennes de De Coster et de Björk et Skieller pour les superpositions d’ensemble. Pour les superpositions locales, Björk et Skieller démontrent qu’il existe des zones anatomiques stables comme le contour antérieur du processus zygomatique au maxillaire et le contour interne de la corticale du bord inférieur de la symphyse, le canal dentaire inférieur et la limite inférieure des germes minéralisés des molaires et prémolaires permanentes avant le début de l’édification radiculaire à la mandibule. Les repères peuvent aussi être créés artificiellement grâce à l’implantation d’éléments métalliques dans des zones non susceptibles d’être atteintes par les processus de remodelage.

Intérêts Les superpositions sont utiles à la recherche. L’étude à grande échelle de Bolton (1930-1973) a d’ailleurs permis de mieux comprendre la croissance et a servi de référence de base à de nombreux travaux scientifiques. L’analyse informatisée Procuste se base sur les résultats de cette étude. Comme l’écrit Chabre, « de nombreuses recherches fondamentales (croissance) et cliniques (effets thérapeutiques) ont démontré la valeur irremplaçable de la céphalométrie en tant qu’instrument de recherche ». Mais les superpositions réalisées quotidiennement au sein du cabinet d’orthodontie ont pour objectif principal l’amélioration des protocoles de traitement. Selon Cristol, « avant traitement, les superpositions structurales donnent une indication sur la quantité de croissance à venir (potentiel de croissance). Elles permettent d’interpréter au mieux la thérapeutique dans un contexte de croissance ». Pendant le traitement, comme après le traitement, cette démarche permet de vérifier l’atteinte des objectifs et les effets de la mécanique orthodontique. Selon Chabre, « la céphalométrie est donc une aide à notre autoévaluation, puisque par l’étude des superpositions elle permettra au praticien d’affiner son “sens clinique”, d’analyser l’effet de sa mécanique et de déterminer ses possibilités thérapeutiques ainsi que ses limites ». Les superpositions locales objectivent les mouvements dentoalvéolaires. En contention, la croissance résiduelle est observée en vue d’analyser la stabilité ou la récidive du traitement.

Méthodes de superposition Méthodes classiques de superposition Elles font intervenir des points et des lignes choisis sur des surfaces anatomiques matricielles. Selon Loreille [5], l’examen d’un même sujet nécessite trois superpositions : la superposition d’ensemble sur SN avec S enregistré, la superposition locale maxillaire sur le plan palatin ou sur le plancher des fosses nasales pour mettre en évidence les déplacements dentoalvéolaires de l’arcade maxillaire et la superposition mandibulaire. Or, Björk et Skieller (1977) ont montré que la superposition sur SN masque en partie le déplacement vertical de la symphyse car le point N se déplace en bas et en avant au cours de la croissance, et la superposition locale maxillaire masque une partie du déplacement dentaire vertical car le plancher des fosses nasales a tendance à s’abaisser. Enfin, la superposition locale mandibulaire est celle qui montre les plus grandes variations dans les interprétations que l’on peut en faire car la mandibule effectue un déplacement primaire (changement de forme et de taille), un déplacement secondaire à la fois en postérieur (positionnement de la cavité glénoïde) et en antérieur (croissance suturale de la face et dentoalvéolaire du maxillaire), de plus elle est le siège d’importants modelages de son enveloppe périostée [23, 24].

Méthode implantaire Elle nécessite la mise en place préalable d’implants métalliques dans des zones du squelette facial non susceptibles d’être atteintes par un processus de modelage périosté ou sutural. En superposant sur les implants, Björk (1966) met en évidence qu’il existe des contours périostés momentanément au repos contrairement aux zones actives et des rotations maxillaire et mandibulaire en observant le déplacement de la ligne basicrânienne. Tout cela a débouché sur la définition de nouvelles méthodes de superposition.

Méthodes anatomiques structurales Elles utilisent comme repères des structures anatomiques stables. Ces repères anatomiques stables deviennent des témoins de la permanence de l’os, au même titre que des implants [23, 24]. Les superpositions d’ensemble utilisent les lignes basicrâniennes de De Coster et de Björk. Au maxillaire, Björk et Skieller (1977), Nielsen (1989) puis Doppel (1994) utilisent le contour antérieur du processus zygomatique pour superposer leur tracé en tenant compte dans le sens vertical de l’abaissement du plancher des fosses nasales deux fois plus faible que l’élévation du plancher de l’orbite. À la mandibule, Björk et Skieller

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Correction du surplomb

Participation squelettique

Maxillaire

Mandibule

Correction de la classe II molaire

Participation dentaire

Maxillaire

Mandibule

Participation squelettique

Maxillaire

Mandibule

Participation dentaire

Maxillaire

Mandibule

Figure 13. Participations squelettiques et dentaires dans les corrections du surplomb et de la classe II molaire.

proposent d’utiliser les structures stables déjà citées pour définir une ligne de référence d’une longueur précisée qui part du point le plus antérieur du menton et tangente le bord inférieur d’un germe molaire ou du canal dentaire inférieur. Les téléradiographies sont superposées sur les structures stables et la ligne de référence est reportée. Pancherz, en 1998, décrit une superposition générale sur la fosse cérébrale antérieure sur la ligne de Björk. Il passe d’une analyse linéaire à une analyse structurale. Dibbets (1990) a publié une technique originale de superposition structurale mandibulaire basée sur l’utilisation d’un guide de transfert, constitué de deux points marqués sur le tracé de référence devenant ainsi des implants fictifs, qui sont reportés sur les autres tracés. Il faut dessiner les tracés conventionnels sur tous les clichés de la série sauf les structures anatomiques stables qui, elles, sont tracées sur un guide de transfert percé de 2 trous de 0,5 mm de diamètre à 5 cm de distance dans les limites du corps mandibulaire. Ces 2 points implantaires fictifs sont reportés sur chacun des tracés en superposant au mieux les structures anatomiques stables mandibulaires. Les 2 points sont reliés sur chaque tracé pour obtenir un trait implantaire fictif qui permet d’effectuer des superpositions structurales mandibulaires ou basicrâniennes. Selon Dibbets, la croissance du condyle mandibulaire a une composante linéaire qui allonge la diagonale (proportion contrebalançante) et une composante circulaire qui la fait tourner (rotation contrebalançante). La proportion contrebalançante est le pourcentage de la croissance du condyle qui participe à l’allongement de la diagonale mandibulaire. Elle se réduit d’autant plus que la direction de croissance du condyle alimente la rotation, et inversement. L’intérêt d’examiner sa valeur est par exemple de mettre en évidence un déficit éventuel d’allongement de la diagonale dans les classes II 2 ou un excès dans les classes III ou encore la modification possible par un traitement orthodontique de la proportion contrebalançante dans le sens de l’étirement de la diagonale dans les classes II en réduisant la rotation contrebalançante [23, 24]. En reprenant les idées de Dibbets et en les combinant aux techniques de Björk, Lautrou [23, 24] a défini une technique complète de superpositions structurales d’ensemble et locales maxillaire et mandibulaire basée sur le même principe du guide de transfert. Ce guide comprend le tracé de référence des structures anatomiques stables basicrâniennes, maxillaires et mandibulaires du cliché le plus net de la série et les lignes de référence qui simulent les lignes implantaires. À la mandibule, on utilise la ligne implantaire de Dibbets, au maxillaire, on dessine une croix dont l’un des segments est tangent à la crête de l’apophyse zygomatique et l’autre perpendiculaire en son milieu ; sur la base du crâne, on trace une croix centrée sur S, dont la branche horizontale (3 cm) se confond avec SN et la branche verticale (3 cm) est perpendiculaire en S. Ces lignes implantaires sont ensuite transférées sur tous les tracés de la série par une superposition au mieux des structures stables de la base du crâne, du maxillaire et de la mandibule : • la superposition d’ensemble sur la croix basicrânienne permet de mettre en évidence les rotations squelettiques (totales) du maxillaire et de la mandibule, les déplacements des structures instables (plan palatin, systèmes dentoalvéolaires) et les rotations matricielles (rotation du plan bispinal au maxillaire et de la ligne ML1 de Björk à la mandibule) ;

• la superposition locale maxillaire met en évidence le déplacement de la croissance primaire du maxillaire et éventuellement la bascule du plan palatin, les déplacements dentoalvéolaires et le sens de rotation du maxillaire (en regardant la rotation de la croix basicranienne) ; • la superposition locale mandibulaire révèle les phénomènes de modelage par apposition et résorption de l’enveloppe périostée, le sens et l’intensité de la rotation intramatricielle (rotation de la ligne ML1), la direction et la quantité de croissance du condyle, la direction et la quantité de déplacement du système dentoalvéolaire et le type de rotation totale.

Analyse LDV (Lautrou Dunglas Vermelin) [25] Elle associe les principes des superpositions structurales de Björk, Nielsen et Dibbets à un système de coordonnées rectangulaires structurales permettant d’apprécier les déplacements de points dentaires et squelettiques dans les dimensions antéropostérieure et verticale. Au cours de la construction du guide de transfert de la base du crâne, intervient une modification de la procédure de Lautrou : on rajoute un système de coordonnées rectangulaires structurales qui permet d’apprécier les déplacements des points dentaires et squelettiques. L’axe horizontal des « x » est le plan de Francfort horizontal de la radio initiale. En étant transféré en même temps que la croix basicrânienne, il devient plan de Francfort structural (FHs). L’axe vertical des « y » est la ligne du nasion vertical (perpendiculaire à Francfort en Na). En étant transférée en même temps que la croix basicrânienne, elle devient ligne du nasion vertical structurale (Na-Vs). Cette technique permet la mesure des déplacements par rapport aux axes des coordonnées rectangulaires. Johnston et Pancherz sont responsables du chiffrage de l’analyse LDV. Dans toute correction orthodontique d’une dysmorphose du sens antéropostérieur, il est important de connaître la part qui revient au squelette et au système dentoalvéolaire dans la réduction du décalage. En projection sur FHs, tout déplacement qui tend à corriger la classe II est affecté d’un signe positif (recul dentaire ou squelettique au maxillaire, avancée dentaire ou squelettique à la mandibule) et inversement pour les déplacements qui tendent à l’aggraver. La correction du décalage antéropostérieur de la classe II peut être analysé au niveau des molaires (correction de la classe II molaire) et au niveau des incisives (correction du surplomb). On peut ainsi en déduire des pourcentages de participation du squelette ou de la denture à la correction, et même préciser le site maxillaire ou mandibulaire de la correction. La pérennité des résultats est mieux assurée par les dispositifs qui entraînent plus de participation squelettique que dentaire (Fig. 13). Les déplacements verticaux des 10 points squelettiques et dentaires sont appréciés en projection sur Na-Vs. Cette analyse est complétée par le calcul des rotations et proportion contrebalançantes et l’inclinaison de la diagonale qui joue un rôle majeur dans l’avancée symphysaire dans la face. Toute composante d’allongement de la diagonale peut être potentialisée, stabilisée ou anéantie par une diminution, une stabilité ou une augmentation de la divergence de celle-ci par rapport à la base du crâne.

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Analyse céphalométrique ¶ 28-600-A-10

■ Analyse céphalométrique informatisée Analyse bidimensionnelle : 2D À ce jour, plusieurs logiciels offrent la possibilité de réaliser rapidement et automatiquement une analyse céphalométrique 2D [26] . À partir de la saisie de points céphalométriques, plusieurs analyses sont disponibles. Le gain de temps est évident et l’on peut oublier les calques, la règle rapporteur, etc. Le fonctionnement est très simple. Il faut dans un premier temps procéder à l’acquisition de la radiographie. Cette étape est automatique pour les radiographies numériques (réalisées au cabinet ou récupérées sur DVD ou Cd-rom ou nécessite de scanner ou de prendre en photographie une radiographie argentique à l’échelle ou non si les mesures ne sont qu’angulaires). L’identification des repères se fait ensuite à la souris avec parfois annonce vocale des points à saisir. Certains logiciels proposent même une fonction de reconnaissance automatique du profil cutané. On trouve aussi des outils pour faciliter la saisie comme des loupes ou encore la possibilité de modifier la luminosité ou le contraste. Chaque éditeur de logiciels a programmé différentes analyses qui existaient déjà (Steiner, Tweed, Ricketts, Delaire, Sassouni, TTD, etc.). On obtient après cliquage des points, une lecture immédiate des résultats. Il est même possible de personnaliser sa propre analyse céphalométrique et de faire des simulations de traitement. L’informatisation de la céphalométrie a surtout apporté la rapidité, la facilité, le confort d’utilisation et le stockage, mais pour l’instant peu d’innovations en termes d’analyses proprement dites. Une des méthodes céphalométriques qui utilise la puissance informatique et qui ne peut être réalisée à la main est la méthode Procuste qui permet de visualiser rapidement le tracé du patient superposé à un équilibre squelettique issu des données de Bolton par minimisation de la somme des carrés des écarts entre les points.

Analyse céphalométrique scanographique 3D

.

.

Le bilan d’imagerie avant traitement orthodontique repose sur la téléradiographie du crâne de profil complétée par un cliché panoramique dentaire. Bien qu’indispensables, ces techniques sont imparfaites en raison de l’écrasement des structures anatomiques tridimensionnelles sur un plan par définition bidimensionnel. L’imagerie tridimensionnelle permet, à partir d’une acquisition volumique unique, la réalisation de reconstructions bi- et tridimensionnelles de bonne qualité (voxels isotropiques) [27]. L’imagerie médicale moderne donne ainsi accès à la troisième dimension avec des applications spécifiques à l’orthodontie grâce à l’utilisation de logiciels dédiés (imagerie et céphalométrie 3D). Parmi les logiciels d’analyse céphalométrique 3D [28, 29] , C2 000 et Cepha 3 DT permettent de réaliser de façon quasi exhaustive l’analyse céphalométrique du patient dans les 3 dimensions de l’espace à partir d’un document unique. La méthode proposée par Faure [30] combine les données d’acquisition tomodensitométriques ou CBCT avec des repères anatomiques afin d’élaborer un modèle tridimensionnel de l’architecture craniofaciale des patients à l’aide des logiciels informatiques C2 000 et Cepha 3 DT. Le modèle tridimensionnel obtenu met en évidence les asymétries au niveau de la charpente maxillofaciale mais aussi au niveau des arcades dentaires. La normalité de l’architecture craniofaciale est également définie. Afin de créer un modèle anatomique, des repères anatomiques et les dents sont relevés sur les reconstructions d’acquisition scanner et sont tous situés sur les axes trigéminaux de la croissance neuromatricielle de la face retenus par Moss dans son hypothèse des matrices fonctionnelles. Sont ainsi identifiés huit repères : les foramens supraorbitaires, infraorbitaires, mentonniers et les têtes des marteaux. Les dents sont également indexées. Le modèle tridimensionnel ainsi obtenu est composé d’un étage osseux et d’un étage alvéolodentaire. L’étage osseux ou « charpente maxillofaciale » est calculé à partir des coordonnées des repères anatomiques. L’étage alvéolodentaire

est représenté par les axes de chacune des dents et des groupes de dents. Le modèle tridimensionnel hiérarchise les éléments depuis la dent unitaire, les quatre hémiarcades, les deux arcades maxillaire et mandibulaire prises isolément ou ensemble jusqu’à la charpente maxillofaciale. Cette analyse céphalométrique tridimensionnelle utilise des paramètres conventionnels comme les angles, les distances et les aires. Chaque structure a ses propres coordonnées et des calculs d’orientation dans l’espace de n’importe quelle structure par rapport à une autre est donc possible. Par exemple, un ensemble de dents par rapport à son arcade, par rapport à l’arcade antagoniste ou une arcade par rapport à l’autre ou par rapport à la charpente maxillofaciale. Le logiciel permet de montrer la forte corrélation existante entre les paramètres 2D et 3D (au niveau squelettique, dentoalvéolaire et dentaire). Cette analyse 3D s’avère surtout intéressante dans les dysmorphoses complexes. L’inconvénient de cette méthode est d’avoir une quantité d’informations trop lourde à analyser. Par exemple, le torque incisif 2D est donné par le tracé moyen de la superposition des 4 incisives ou de l’incisive la plus proéminente. Ces logiciels donnent le torque, l’angulation et le volume de chacune des dents. Charge à l’orthodontiste de n’extraire que les informations les plus pertinentes. L’avantage est en outre l’analyse dans les moindres détails de dysmorphose en général (analyse d’une population de classes I, II ou III) ou en particulier (étude d’un cas pour rechercher l’origine du problème). Ainsi, Faure et al. ont pu analyser, à travers un échantillon de 134 sujets, la compensation alvéolaire du décalage des arcades : les torques incisifs maxillaires et mandibulaires ne sont pas ou faiblement liés à la position de l’arcade dentaire. En revanche, il existe une corrélation entre torque incisif et décalage antéropostérieur, à l’exclusion des malocclusions de classe II1. Force est de constater que cette malocclusion est à part et plus facilement soumise à l’environnement fonctionnel. Toujours pour ce même échantillon, les auteurs en déduisent qu’un fort décalage squelettique n’induit pas systématiquement une compensation dentoalvéolaire au niveau incisif. L’analyse du sens vertical confirme que l’excès vertical squelettique est fortement lié à une « descente » des arcades dentaires ainsi qu’à une bascule du plan d’occlusion. Enfin, les auteurs prouvent la corrélation existant entre occlusion de classe II et excès alvéolaire maxillaire transversal par des torques latéraux radiculovestibulaires, ce qu’ils appellent le syndrome du « grand maxillaire ». Pour conclure, le logiciel nous permet, quand c’est nécessaire, d’aller plus loin et d’être plus précis dans notre analyse et finalement d’ajouter une nouvelle dimension à nos classiques analyses céphalométriques bidimensionnelles. Cette technique assure une analyse globale, non plus d’une projection dans un plan, mais directe des volumes dento-maxillo-faciaux. C’est un outil intéressant pour le chirurgien maxillofacial pour guider son geste et élaborer la stratégie thérapeutique la plus juste. C’est une aide pour l’orthodontiste pour ce qui est de la forme des arcades maxillaire et mandibulaire mais aussi leur intégration dans la face. On attend, pour le futur, une synergie entre ce type d’analyse céphalométrique tridimensionnelle et les autres outils numériques qui malheureusement ne travaillent pas en synergie. Concrètement, à partir d’une acquisition volumique, on aimerait obtenir dans le futur l’analyse céphalométrique 3D du patient, ses modèles d’études numériques, un set-up numérique intégré dans la charpente maxillofaciale et le positionnement virtuel des attaches en vue de la réalisation d’un collage indirect précis avec en bonus le dessin des arcs.

■ Limites de la céphalométrie Historiquement l’apport de la céphalométrie a fait considérablement progresser l’orthodontie, tant au niveau de la recherche que des objectifs thérapeutiques. La sécurité apparente donnée par ces mesures chiffrées ne doit pas masquer les limites et les insuffisances de ce procédé d’évaluation. L’HAS dans ses recommandations pour la pratique clinique rédigées en juin 2002, concernant le sujet des indications de l’orthopédie

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dentofaciale et dento-maxillo-faciale chez l’enfant et l’adolescent, spécifie que malgré sa rigueur méthodologique, l’analyse céphalométrique repose sur : • une image radiologique de sommation en deux dimensions de structures tridimensionnelles ; • un repérage des points qui n’est pas forcément indiscutable ; • le tracé de points ou de plans de référence dont la fiabilité n’est pas assurée ; • la mesure d’angles ou de distances dont un seul paramètre est supposé varier comparé à des normes statistiques ; • la notion de croissance à variabilité prévisible entre les individus d’une même population ; • l’absence d’échantillons statistiques témoins ; • parfois une confusion entre lien de causalité et lien statistique. Le texte spécifie d’autre part qu’« on ne traite pas une anomalie, c’est-à-dire une variation par rapport à la moyenne, pour elle-même mais on traite les anomalies qui entraînent des handicaps. »

Problèmes liés à l’interprétation de l’image radiologique Selon Houston [31], l’imprécision du repérage des points est due à la qualité des clichés, aux conditions dans lesquelles sont réalisées puis relevées les mesures et à l’habileté de l’opérateur. Selon Quintero [32], la première erreur réalisée en céphalométrie téléradiographique réside dans le fait que le film en 2D représente des structures en 3D ; il en résulte des distorsions de représentation des structures dans les sens vertical et horizontal. La qualité des clichés peut être affectée par des erreurs lors de leur prise qui s’ajoute aux erreurs de « projection » lors de la formation de l’image radiologique. Major et al. [33] ont mesuré qu’une erreur de positionnement de la tête dans le céphalostat de 5° affecte certaines valeurs et notamment la position de l’orbital. Le flou cinétique se produit lorsque le sujet oscille de la tête (en dépit du céphalostat) ; la tête est en effet animée de faibles mouvements (rythmes cardiaque et respiratoire). Pour y remédier, il faut que le temps d’exposition soit le plus court possible [34]. D’autre part la formation de l’image radiologique obéit à certains principes comme la loi des teintes, la loi de confusion des plans et la loi de projection conique. Le flou géométrique est une zone de pénombre lié à la nonponctualité de la source, se formant autour d’une image lors de la réalisation d’un cliché. Pour le minimiser, le foyer doit être le plus loin et le plus fin possible. Lorsque les rayons incidents ne sont pas strictement perpendiculaires au film, la projection de l’objet n’est pas homogène, d’où la distorsion de l’image. Pour Major et al. [35], la précision d’identification des points dépend de nombreux facteurs : • les points se situant sur une arête vive ou à l’intersection de deux courbes sont plus aisés à identifier que ceux qui sont situés sur une courbe plate ou large (les points comme le nasion et le menton, qui sont placés sur des arêtes ou des structures prises en enfilade, sont plus précisément identifiables) ; • les points situés dans des régions de fort contraste sont plus faciles à identifier ; • les superpositions d’autres structures telles que les tissus mous sur la région d’identification du point rendent l’identification moins aisée (point A masqué par l’image de la convexité des joues). Il est également admis que les points latéraux sont moins constants que les points médians [36].

Problèmes liés au repérage de points Selon Carlsson [36], la plus grande source d’erreur en céphalométrie est l’erreur de repérage des points. Tout d’abord, chaque point doit avoir une définition écrite exacte pour ne pas donner de place aux interprétations et certains points sont parfois extrapolés. Il a été démontré par Gravely, cité par Garnault [37], que les erreurs de repérage dépendent étroitement de l’expérience des examinateurs. Il apparaît, d’après toutes les études, que la précision de localisation des points céphalométriques est liée au type de point. C’est l’ « effet point ».

Cousin [38] fut un des premiers à étudier cette dispersion : • les points médians, y compris les points construits (S-Gn) sont les plus constants ; ce sont eux qui entraînent les écarts angulaires les plus faibles. Le point A est cependant moins bon que les autres ; • les points latéraux sont toujours plus variables, et toutes les lignes qui s’y rapportent ont des écarts angulaires importants. Les études menées par Cousin, Midtgård, Björk et LinderAronson [39, 40] et par Baumrind et Frantz [6] sur ce sujet aboutissent à la conclusion qu’il existe trois types de points : • un premier groupe de points très reproductibles dont l’écart moyen entre deux repérages n’excède pas 0,7 mm. Ce sont les points S suivi de bord libre des incisives mandibulaires, bord libre des incisives maxillaires et nasion ; • un deuxième groupe de points dont la reproductibilité est comprise entre 1 et 2 mm. Ce sont les points A, EN A, B, apex des incisives supérieures et inférieures, Po, Pog ; • enfin, un troisième groupe constitué par ENP, basion et orbital qui est le moins reproductible de tous. Ces conclusions ont basé leur principe sur l’étude de l’enveloppe d’erreurs. Mais certains points ont une grande variabilité dans le sens vertical et peu dans le sens horizontal et inversement ; ces mesures des dispersions verticales et horizontales ont été étudiées par Turner et Weerakone [41] , Stathopoulos et Poulton [42]. Il est important d’étudier les variations des mesures angulaires et linéaires réalisées sur des lignes ou plans utilisant ces points (Björk, Brown, Solow, cités par Benauwt et Charron [43]). Le point B, par exemple, varie peu dans le sens sagittal et plus dans le sens vertical, la ligne SNB est donc peu affectée par la variabilité d’un point dont la reproductibilité globale est qualifiée de moyenne. Ces études quittent le strict domaine de l’étude de la reproductibilité des points pour une critique de l’analyse céphalométrique en validant ou rejetant des lignes et des plans utilisés. C’est par une étude mesurant les variations d’angles que Cousin [38] conseille de rejeter le plan de Francfort du point de vue de sa précision de repérage et lui préfère la ligne SNa. Plusieurs travaux ont d’autre part comparé les méthodes de tracé entre elles pour la précision et la reproductibilité de la localisation des points. La digitalisation directe des points est aujourd’hui la méthode la plus reproductible et même la plus précise (Richardson, Sandler, cité par [42]). Mais la forme du curseur est importante et ne doit pas masquer les structures périphériques. Néanmoins, le tracé seul a montré des performances supérieures dans le repérage de points construits comme l’articulare et le gonion ; ils sont réellement construits sur le tracé et seulement estimés sur l’ordinateur. La céphalométrie « numérisée » permet donc d’automatiser ces étapes sans risque d’erreur [44]. En ce qui concerne la radiographie tridimensionnelle, il s’avère que l’image fournie par CBCT est d’une qualité inconstante selon les dispositifs, ce qui ne facilite pas le repérage des points. D’autant plus que l’immense quantité d’informations fournies par ces tomographies volumiques est difficile à gérer. Enfin, il s’agit de points anatomiques et non radiologiques qui nécessitent de l’entraînement pour être repérés car la démarche est complètement différente.

Problèmes de la fiabilité des plans d’orientation et de référence Les analyses dimensionnelles postulent que le plan de référence est comparable pour tous les individus. Or, la base du crâne est liée à la forme faciale ce qui crée un biais sur la fiabilité des mesures. Par exemple, la ligne SN n’est plus valable dans les malocclusions de la classe III, du type prognathie inférieure. La position de référence de l’incisive inférieure est appréciée, pour certaines analyses, par rapport à un plan mandibulaire qui, physiologiquement, ne présente pas de relation avec l’inclinaison de ces dents. De plus, en fonction des typologies variées et de considérations purement géométriques, un même décalage des bases peut correspondre à des valeurs différentes de ANB. Dans le chapitre des superpositions, nous avons vu que les zones stables sont rares, étant donné l’importance et la variété du modelage périosté. Ceci est surtout très important pour les

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analyses 3D réalisables par tous. Le recours à une céphalométrie que l’on pourrait qualifier de volumique, qui s’appuierait sur des acquisitions TDM, devrait permettre de lever certains facteurs limitants de la céphalométrie bidimensionnelle en proposant des méthodes plus reproductibles basées sur des références anatomiques précisément identifiées et non sur leurs projections radiologiques. À l’image de la navigation chirurgicale, l’imagerie tridimensionnelle est la base du développement des futures perspectives de traitements en ODF : simulations et planifications orthodontiques assistées par ordinateur, conception robotisée de fils préformés et de brackets individuels, etc. En outre, l’impact dosimétrique de ces méthodes ne devra pas être perdu de vue et l’indication justifiée par un contexte clinique complexe.

études longitudinales où le praticien cherche une zone de référence pour les superpositions, mais également pour les études transversales où le praticien recherche une zone de référence pour ses mesures. La limite d’interprétation des superpositions a été étudiée, entre autres, par Fenart, Sved et Cousin [38] . De nombreux paramètres sont à considérer si on veut pouvoir donner un sens à l’interprétation de celles-ci. L’avènement de méthodes rigoureuses de superpositions structurales depuis une dizaine d’années le permet.

Problèmes de l’utilisation de moyennes, de constitution d’une population de référence et de définition de la normalité En orthodontie en général et en céphalométrie en particulier, le praticien est appelé à comparer la variabilité d’un caractère par rapport à ce qui est considéré comme « normal », afin d’en déduire des conséquences thérapeutiques. Or la normalité d’un caractère est définie à partir d’un échantillon représentatif d’une population. Cette sélection prend en compte des individus normaux et anormaux, pour un échantillon pris au hasard dans la population et des individus présentant un ou des caractères normaux ou anormaux pour un échantillon sélectionné. Elle dépend pour une part de la subjectivité de l’auteur estimant tel ou tel profil plus satisfaisant que d’autres. Les standards céphalométriques ne tiennent compte ni de l’âge, ni du sexe, ni de l’ethnie, ni du volume des tissus mous. Ils sont basées sur l’étude d’individu sans pathologie, avec un état facial et dentomaxillaire satisfaisant. Les échantillons sont-ils représentatifs des patients ? D’autre part, il n’existe pas un type normal mais une multiplicité de types normaux. Pour Deblock, il est important de ne pas considérer les moyennes céphalométriques comme des objectifs de traitement car « vouloir s’approcher de la moyenne, c’est souvent s’éloigner de l’équilibre proportionnel du patient ». Pour Philippe [20], la notion d’optimum individuel s’oppose à celle de « normalité ». Les critères esthétiques sont variables selon le lieu, le temps et l’ethnie. Pour Salzmann, cité par Bassigny [19] , « l’utilisation de standards céphalométriques tirés d’individus avec d’excellentes occlusions comme un moyen de décider des objectifs de traitement n’a aucune justification scientifique. » Dans le rapport de la HAS de juin 2002 précédemment cité, il est précisé que « les analyses céphalométriques restent un tuteur pour l’orthodontiste plus fiable lorsque le patient est comparé à lui-même, elles ne seront au mieux qu’un instrument de classification dès qu’elles se réfèrent à l’échantillon de population de référence. »

■ Conclusion La céphalométrie est un examen complémentaire qui aide au diagnostic, pronostic, et plan de traitement de tout orthodontiste. Elle permet d’apprécier aussi exactement que possible, avant, pendant et après celui-ci, la position de nombreuses structures squelettiques et dentaires. Il faut bien sûr privilégier l’examen et le sens cliniques et garder un esprit critique sur les valeurs céphalométriques au moment des décisions thérapeutiques. La céphalométrie a également une utilité statistique, didactique et permet la communication entre les praticiens. Comme le conclut très bien le texte de l’Anaes, « quelle que soit la multiplicité des mesures, l’analyse céphalométrique reste le fruit d’un consensus a minima indispensable pour l’orthodontiste, le chirurgien maxillofacial, l’étudiant ou le chercheur ; chacun y trouve l’outil clinique, métrique, didactique ou prospectif qui lui convient à la condition de l’utiliser avec l’œil critique du scientifique empreint de doute en l’absence de tout autre instrument équivalent ». Dans l’ensemble des disciplines médicales, on assiste à un engouement pour la radiologie tridimensionnelle et l’orthodontie devra s’adapter à ce changement en mettant au point des

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A. Lambert, Docteur en chirurgie dentaire, spécialiste qualifié en ODF, ancienne assistante hospitalo-universitaire Paris V. 11, rue du 19 janvier, 92380 Garches, France. O. Setbon, Docteur en chirurgie dentaire, spécialiste qualifié en ODF, ancien assistant hospitalo-universitaire Paris V ([email protected]). 228, boulevard Robert Ballanger, 93420 Villepinte, France. B. Salmon, Docteur en chirurgie dentaire, DESCB, assistant hospitalo-universitaire Paris 5. Hôpital Bretonneau, Assistance publique - Hôpitaux de Paris, 2, rue Carpeaux, 75018 Paris, France. V. Sebban, Docteur en médecine, radiologue. 13, rue Beaurepère, 75010 Paris, France. Toute référence à cet article doit porter la mention : Lambert A., Setbon O., Salmon B., Sebban V. Analyse céphalométrique. EMC (Elsevier Masson SAS, Paris), Médecine buccale, 28-600-A-10, 2010.

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