Golden ratio for the foramen magnum on CT images: a morphological and morphometrical study / Proporción áurea para el foramen magnum en imágenes de TC: un estudio morfológico y morfométrico

SUMMARY: The foramen magnum (FM) is a transition zone between the spine and skull. There is a study in the literature showing the golden ratio (4.62) and harmony between both FM and the anteroposterior and transverse diameters of the skull. The aim of this study is to examine the existence of this ratio on CT images and to investigate whether this ratio changes according to the FM shape types. In this study, 402 adult CT images belonging to the Turkish population were examined. Maximum cranial length (MCL), maximum cranial width (MCW) and the FM length (FML) and FM width (FMW) were measured. The different shapes of the FM were macroscopically classified. The number and incidence of each type in the studied skull was registered. In the 402 CT images used in the study, 12 FM shapes were detected. Three of the shape types observed in our study have not been reported in the literature until now, and were found in our study for the first time. In addition, our data supported that by using the ratio of 4.62, there was a great harmony between the skull and FM. The results obtained from the research show that there is a ratio of 4.62 between the basic cranial measurements and FM dimensions in all shapes except triangular shape. It is thought that repeating the calculated coefficients over more different FM shapes will contribute to the effectiveness of the proposed golden ratio.

RESUMEN: El foramen magno (FM) es una zona de transición entre la columna y el cráneo. Existe un estudio en la literatura que muestra la proporción áurea (4,62) y la armonía entre el FM y los diámetros anteroposterior y transversal del cráneo. El objetivo de este estudio fue examinar la existencia de esta relación en las imágenes de TC e investigar si esta relación cambia según los tipos de forma del FM. Se examinaron 402 imágenes de TC de adultos pertenecientes a la población turca. Se midieron la longitud craneal máxima, el ancho craneal máximo y la longitud del FM y la anchura del FM. Las diferentes formas del FM se clasificaron macroscópicamente. Se registró el número e incidencia de cada tipo en el cráneo estudiado. En las 402 imágenes de TC utilizadas en el estudio, se detectaron 12 formas de FM. Tres de los tipos de formas observados en nuestro estudio no se han reportado en la literatura consultada describiéndose por primera vez. Además, nuestros datos respaldaron que al usar la proporción de 4,62, había una armonía importante entre el cráneo y el FM. Los resultados obtenidos de la investigación muestran que existe una relación de 4,62 entre las medidas craneales básicas y las dimensiones de la FM en todas las formas excepto en la triangular. Se cree que la repetición de los coeficientes calculados en más formas de FM diferentes contribuirá a la eficacia de la proporción áurea propuesta.

The morphometry and morphology of the foramen magnum in age and sex determination within the south african black population utilizing computer tomography (CT) scans / Morfometría y morfología del foramen magnum en la determinación de edad y sexo dentro de la población negra sudafricana mediante tomografía computarizada (TC)

SUMMARY: The morphology and morphometry of the foramen magnum aid forensic studies in identifying unknown individuals according to age and sex. Moreover, these parameters of the foramen magnum have clinical relevance to surgeons in the transcondylar approach. This study aimed to analyze the morphometry and morphology in relation to the age and sex of individuals within the South African Black population, utilizing computerized tomography images. The use of computerized tomography images allowed for accurate morphometric diameters using the SLICER 3-D software version 4.7.0. Radiological images also provide a patient's clinical history. Thus, the process of exclusion in respect to patients with pathological conditions of the skull is achieved. The sample studied included 150 computerized tomography images (93 males and 57 females) arranged according to age cohorts (children aged 1-12 years, adolescents aged 13-17 years and adults aged 18-25 years). The morphometric parameters viz. antero-posterior diameter, transverse diameter and area of the foramen magnum was analyzed in relation to age and sex. The morphological variations of the foramen magnum was simultaneously observed between males and females and within the age groups. The objective of this study were to improve data on the morphological and morphometric parameters of the foramen magnum in the South African Black population. This study also attempted to associate the morphological and morphometric parameters of the foramen magnum with age and sex determination.

RESUMEN: La morfología y morfometría del foramen magnum ayuda a los estudios forenses en la identificación de individuos desconocidos según la edad y el sexo. Además, parámetros del foramen magnum tienen relevancia clínica para los cirujanos en el abordaje transcondilar. Este estudio tuvo como objetivo analizar la morfometría y la morfología del foramen magnum, en relación con la edad y el sexo, dentro de la población negra sudafricana, utilizando imágenes de tomografía computarizada. El uso de imágenes de tomografía computarizada permitió definir diámetros morfométricos precisos utilizando el software SLICER 3-D versión 4.7.0. Las imágenes radiológicas también proporcionan antecedentes de la historia clínica de un paciente. De este modo, se logra el proceso de exclusión con respecto a los pacientes con afecciones patológicas del cráneo. La muestra estudiada incluyó 150 imágenes de tomografía computarizada (93 hombres y 57 mujeres) organizadas según cohortes de edad (niños de 1 a 12 años, adolescentes de 13 a 17 años y adultos de 18 a 25 años). Los parámetros morfométricos que se consideraron fueron: diámetro antero-posterior, diámetro transversal y área del foramen magnum. Las variaciones morfológicas del foramen magnum se observaron simultáneamente entre hombres y mujeres y dentro de los grupos de edad. El objetivo de este estudio fue mejorar los datos sobre los parámetros morfológicos y morfométricos del foramen magnum en la población negra sudafricana. Este estudio también intentó asociar los parámetros morfológicos y morfométricos del foramen magnum con la determinación de la edad y el sexo.