Des experts médicaux turcs utilisent Eva pour mesurer les changements dans les tissus mous du visage

Dans une étude récente à l'Université Akdeniz en Anatolie, Turquie, le scanner 3D Artec Eva a joué un rôle clé dans l'innovation d'une méthode très précise de suivi du comportement des tissus mous du visage humain, en fonction de la position du corps.

Pendant des années, les experts médicaux ont dépendu de techniques conventionnelles de céphalométrie pour étudier les proportions de la tête et du visage. Parmi les solutions de scan essentielles se trouvent l'imagerie par résonance magnétique (IRM), la tomodensitométrie (TDM) et la tomographie à faisceau conique calculée (TFCC). Mais comme le montre une étude par des experts turcs de l'Université d'Akdeniz, les résultats des approches traditionnelles peuvent être remplis d'erreurs. Quand les données biométriques sont prises par chacune des méthodes, puis combinées et analysées dans un cabinet clinique, des divergences de mesure apparaissent. Et pourtant elles sont rarement prises en compte, créant une véritable boîte de Pandore médicale.

Opposé dans l'étude à des appareils comme les IRMs et les TFCC, le scanner à lumière structurée Artec Eva, acheté par l'Université aux partenaires turcs d'Artec, Teknodizayn, s'est avéré être un pionnier de la minimisation des divergences de mesures. Son design flexible et portable lui ont permis de contourner les limitations auxquelles sont confrontées les techniques traditionnelles. Contrairement à Eva, la technologie médicale actuelle demande que la patient reste debout, assis ou couché pour rendre les données biométriques. De telles contraintes sur le patient et limitations pour le praticien sont virtuellement éliminées si Eva est utilisé  à la place. Etre capable de scanner sous virtuellement n'importe quel angle augmente le volume de données qui peuvent être collectées, qui, lorsqu'examiné dans son ensemble par les praticiens, conduit à des résultats de précision et fiabilité supérieures.

Dans l'étude intitulée,” Effets des positions assise, debout ou décubitus dorsal sur les tissus mous du visage : analyse 3D détaillée”, les membres du Département d'Anatomie de l'Université, Faculté de Médecine, U. Ozsoy, R. Sekerci et E. Ogut se sont intéressés à quelques questions cruciales concernant à la fois le déplacement de tissus biologiques et les méthodes d'imagerie médicale.

Quels changements peuvent être détectés dans la position des tissus mous du visage au travers des variations de la position du corps. Et quelle importance ces changements ont-ils sur les procédures et analyses médicales?​

Tout d'abord, les expérimentateurs ont cherché à explorer la complexité du comportement des tissus mous du visage humain. En particulier, ils se sont focalisés sur le degré de déplacement des tissus en fonction des trois positions du corps durant le scan : debout, assis, décubitus dorsal (couché). Quels changements peuvent être détectés dans la position des tissus mous du visage au travers des variations de la position du corps. Et quelle importance ces changements ont-ils sur les procédures et analyses médicales?

La deuxième, et peut-être plus importante question de l'étude s'intéresse à la racine du problème que beaucoup d'experts praticiens médicaux rencontrent invariablement : la méthode. Les techniques standard de mesure faciale sont gênées par des facteurs externes en rapport avec la méthode choisie. Dans des procédures sensibles qui demandent des données exactes sur les tissus mous du visage, la capacité à minimiser sinon entièrement éliminer les effets des facteurs externes détermine le degré de fiabilité de la méthode.

L'étude faite par les experts turcs identifie la gravité comme un facteur contribuant.

L'étude faite par les experts turcs identifie la gravité comme un facteur contribuant. Alors qu'elle exerce sa force sur le corps, son importance est quasi nulle. Mais quand il s'agit des tissus mous du visage, la gravité peut avoir un énorme impact. L'étude trouve ses origines dans l'hypothèse que les données rendues par les méthodes de scan actuelles doivent être analysées à la lumière de la variabilité des changements que les forces gravitationnelles peuvent créer lors des changements de position du corps.

Pour étudier les effets remarquables de la gravité sur les tissus mous du visage humain, les chercheurs ont formé un groupe test de 35 femmes et 35 hommes âgés de 19 à 24 ans. Pour déterminer dans quelle mesure la gravité déplace et altère la forme et le volume des tissus mous du visage, selon la position du corps, celles-ci devaient être suivie d’une manière ou d’une autre. En utilisant un stylo, les expérimentateurs ont placé 35 points directement sur le visage de chaque participant comme moyen d’en segmenter la surface. Les scientifiques les appelaient des «repères ». Avec la surface du visage presque entièrement « cartographiée », l’équipe médicale pouvait alors surveiller les changements au travers des scans de la tête du patient dans diverses positions. Eva a fonctionné avec un niveau de précision allant jusqu’à 0.1 mm et une résolution 3D allant jusqu’à 0.5mm. Ces nombres ont joué un rôle clé pour fournir des réponses aux questions fondamentales posées par l’étude.

Scan d’un sujet avec l’Artec Eva dans les positions (A) Assise, (B) Debout et (C) couchée. Crédit image : International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery

Une fois que les images 3D ont été obtenues et téléchargées dans Artec Studio, la série de scans pour chaque position a été alignée manuellement. Les scientifiques avaient besoin de trouver un moyen d’aligner les séries de scans faciaux appartenant à chaque patient. Ils ont compté ce qu’on appelle le point de mi-endocanthion. Décrit comme « le point statistiquement le plus stable du visage », il est situé dans l’espace entre les coins internes des yeux. Ceci a aidé les scientifiques à ancrer les axes x, y et z, désignations correspondant respectivement aux plans transverse, vertical et sagittal de la tête.

Une fois que tous les points ont été coordonnés pour compiler un « masque facial » numérique, les expérimentateurs ont utilisé l’algorithme de cartographie de surface dans Artec Studio pour fusionner la série de scans. Les repères ont amené le scan uniformément dans une seule position et orientation. Maintenant les experts pouvaient suivre les différences dans les déplacements entre les positions assises, debout et couchées en analysant les axes x, y et z. Les masques faciaux ont été numériquement superposés de manière à montrer les déplacements de repères indiquant des changements dans la position des tissus et dans les paramètres.

Cartes de couleur des déviations masque à masque dérivée de la superposition des masques faciaux des positions (A) assise et debout, (B) assise et couchée, et (C) debout et couchée. Les couleurs des cartes changent de bleu, qui correspond à une distance négative, à rouge, qui correspond à une distance positive ; vert signifie que la distance entre les surfaces dans cette zone particulière est proche de zéro. Crédit image : International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery

A l’aide de GraphPad Prism version 6.05, les scientifiques ont commencé à mener les analyses statistiques nécessaires. Les repères ont dû être examinés à la recherche de déviations standard (SD) pour quantifier les déplacements de surface. Pendant ce temps, des données numériques significatives telles que la valeur moyenne quadratique (VMQ), la déviation moyenne absolue (DMA), et la distance signée moyenne (DSM) ont été également calculées pour déterminer « la variabilité dans la forme et le volume des surfaces. » Ceci a fourni aux scientifiques une preuve numérique des transformations des tissus mous du visage causées par les forces gravitationnelles, mais que les équipements de scan médical détectent de manière inadéquate.

L’analyse  3d des tissus mous du visage a révélé des différences significatives entre les positions assises et debout et les positions debout et couché. Par contraste, lorsqu’on compare les positions assise et debout, la différence était très limitée sur tous les axes. De plus, les analyses des repères ont montré différentes susceptibilités de chaque repère à la position du corps.

L’application de l’expérience s’étend aux consultations et pratiques médicales, en particulier, mais non exclusivement au champ de la chirurgie orale et maxillo-faciale.

L’application de l’expérience s’étend aux consultations et pratiques médicales, en particulier, mais non exclusivement au champ de la chirurgie orale et maxillo-faciale, où les plus petites erreurs peuvent entraîner une erreur aux proportions énormes et aux conséquences potentiellement terribles. Par conséquent, une évaluation précise des tissus mous du visage lors des examens pré et post-opération peuvent directement affecter le résultat final.