Effect of Bimaxillary Orthognathic Surgery on Pharyngeal Airway Volume / Efecto de Cirugía Ortognática Bimaxilar en el Volumen de la Vía Aérea Faríngea

SUMMARY: Subjects with maxillary skeletal classes II and III not only express alterations in the hard and soft maxillofacial tissues, but also in the morphology and dimensions of the upper airway. A small space in the upper airway has been associated with sleep disorders, such as snoring and mainly obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome (OSAHS). Consequently, interest has increased due to the influence of orthognathic surgery in the airway space. Although there are studies in the literature that have compared upper airway spaces, most have evaluated the changes using two-dimensional images, mainly lateral skull X-rays. The present study aimed to determine the airway volume in subjects with skeletal classes II and III who underwent bimaxillary orthognathic surgery. 80 CBCT exams from 40 subjects obtained before and 6 months after surgery were used. There were 20 class II and 20 class III subjects. For the volumetric analysis, a 3D rendering of the upper airway was made in previously established segments, and then the airway volume was calculated using the 3D Slicer® software version 4.11 (Slicer, USA). The statistical analysis by t-test of related samples revealed statistically significant volumetric increases in the nasopharynx, laryngopharynx, and total volume in class II patients. However, in class III patients, there were significant increases in the nasopharynx and total volume, while the volume was maintained in the oropharynx and laryngopharynx.

Sujetos con clases esqueletales II y III maxilares, no solamente expresan alteraciones en los tejidos duros y blandos maxilofaciales, sino también en la morfología y dimensiones de la vía aérea superior. Un espacio reducido a nivel de la vía aérea superior se asocia a trastornos del sueño como ronquidos y principalmente el síndrome de apnea/hipoapnea obstructiva del sueño (AOS); debido a esto, ha aumentado el interés por la influencia de la cirugía ortognática en el espacio de la vía aérea. Si bien existen en la literatura estudios que han comparado los espacios de la vía aérea superior, la mayoría de los estudios han evaluado los cambios utilizando imágenes bidimensionales, principalmente radiografías laterales de cráneo. El objetivo del presente estudio fue determinar el volumen de la vía aérea en sujetos con clases esqueletales II y III sometidos a cirugía ortognática bimaxilar. Se utilizaron 80 exámenes CBCT pertenecientes a 40 sujetos obtenidos previo a la cirugía y 6 meses después de realizada. Veinte sujetos clase II y 20 clase III. Para el análisis volumétrico se realizó un renderizado 3D de la vía área superior en segmentos previamente establecidos y posteriormente se calculó el volumen de dicha vía aérea con la utilización del software 3D Slicer ®versión 4.11 (Slicer, USA). El análisis estadístico realizado por t-test de muestras relacionadas, arrojó en pacientes clase II aumentos volumétricos estadísticamente significativos en nasofaringe, laringofaringe y volumen total. Mientras que en pacientes clase III, se observó aumentos significativos en Nasofaringe y volumen total y mantención de volumen en orofaringe y laringofaringe.

Three-dimensional pharyngeal airway space changes after bimaxillary advancement

ABSTRACT Introduction: The probability of improvement in the upper airway space (UAS) with orthognathic surgery should be considered during the surgical-orthodontic treatment decision, providing not only an esthetic, but also a functional benefit for the patient. Objective: The purpose of this study was to evaluate the 3D changes in the upper airway space after maxillomandibular advancement surgery (MMA). Methods: A retrospective analysis of 56 patients, 21 male and 35 female, with a mean age of 35.8 ± 10.7 years, who underwent MMA was performed. Pre- and postoperative cone-beam computed tomography scans (CBCT) were obtained for each patient, and the changes in the UAS were compared using Dolphin Imaging 11.7 software. Two parameters of the pharyngeal airway space (PAS) were measured: airway volume (AV) and minimum axial area (MAA). Paired t-test was used to compare the data between T0 and T1, at 5% significance level. Results: There was a statistically significant increase in the UAS. Bimaxillary advancement surgery increased the AV and the MAA, on average, by 73.6 ± 74.75% and 113.5 ± 123.87%, respectively. Conclusion: MMA surgery tends to cause significant increase in the UAS; however, this increase is largely variable.

RESUMO Introdução: A probabilidade de melhoria do espaço aéreo superior (EAS) com cirurgia ortognática deve ser considerada durante a decisão do tratamento ortodôntico-cirúrgico, proporcionando não somente um benefício estético, mas também funcional, para o paciente. Objetivo: O objetivo do presente estudo foi avaliar as alterações 3D no espaço das vias aéreas superiores após a cirurgia de avanço maxilomandibular (AMM). Métodos: Foi realizada uma análise retrospectiva de 56 pacientes, 21 homens e 35 mulheres, com média de idade de 35,8 ± 10,7 anos, submetidos a AMM. Foram obtidas tomografias computadorizadas de feixe cônico (TCFC) pré- e pós-operatórias para cada paciente, e as alterações no EAS foram comparadas usando o software Dolphin Imaging v. 11.7. Foram medidos dois parâmetros do espaço aéreo faríngeo (EAF): volume das vias aéreas (VVA) e área axial mínima (AAM). Foi utilizado o teste t pareado para comparar os dados entre T0 e T1, com nível de significância de 5%. Resultados: Houve um aumento estatisticamente significativo no EAS. A cirurgia de avanço bimaxilar aumentou o volume das vias aéreas (VVA) e a área axial mínima (AAM) em média 73,6 ± 74,75% e 113,5 ± 123,87%, respectivamente. Conclusão: A cirurgia de AMM tende a causar o aumento significativo do EAS; no entanto, esse aumento é altamente variável.

Avaliação das alterações nas vias aéreas superiores através de tomografia computadorizada Cone-Beam em pacientes submetidos à cirurgia ortognática de avanço bimaxilar / Three-dimensional upper airway space changes after bimaxillary advancement by Cone-Beam Computed Tomography

Introdução: O descontentamento com a estética facial é considerado o fator motivador mais frequente na procura pela cirurgia ortognática, visto que este é o procedimento indicado nos casos de severas discrepâncias dentoesqueléticas em pacientes adultos. A anatomia das vias aéreas superiores (VAS) permite que fatores como obesidade, hipotonia muscular e deficiência mandibular favoreçam sua obstrução, podendo gerar a Apneia Obstrutiva do Sono (AOS), caracterizada por episódios recorrentes de obstrução parcial ou completa das VAS durante o sono. As cirurgias de avanço bimaxilar estão associadas ao aumento do espaço aéreo, no entanto, as alterações morfológicas e volumétricas ainda não são bem conhecidas. Objetivos: Avaliar as alterações em 3D do espaço aéreo faríngeo frente aos procedimentos de cirurgia ortognática de avanço bimaxilar em pacientes Classe I e II esqueléticos. Material e Métodos: A análise da área axial mínima e do volume da aérea superior foi realizada em pré-operatório (T0) e pós-operatório (T1) de 56 pacientes, sendo 21 do sexo masculino e 35 do sexo feminino, com média de idade de 35,8 (±10,7) anos, submetidos ao avanço bimaxilar pela técnica da osteotomia sagital de mandíbula bilateral associada ao avanço de maxila por meio de osteotomia Le Fort I. As avaliações foram feitas através de tomografia computadorizada Cone-beam, utilizando-se o Programa Dolphin Imaging 11.7. Foi utilizado o teste t pareado para comparar os dados pré e pós-operatórios. Todos os testes foram realizados com o programa Statistica, adotando-se um nível de significância de 5%. Resultados: No estudo do erro do método, não houve erro casual nem sistemático entre a primeira e a segunda medição das variáveis (p >0,05 em todas as medidas). A cirurgia de avanço bimaxilar apresentou uma média de 73,6% (± 74,75%) de aumento volumétrico e 113,5% (±123,87%) de aumento na área axial mínima. Conclusões: Podemos concluir que a cirurgia de avanço bimaxilar proporciona um aumento volumétrico significativo no espaço aéreo superior, bem como na área axial mínima, no entanto, esse ganho nem sempre ocorre na mesma magnitude para todos os pacientes.(AU)

Introduction: Facial aesthetics dissatisfaction is considered the most common motivating factor in the search for orthognathic surgery. This procedure may be used in cases of severe dental and skeletal discrepancies in adult patients. The restricted space anatomy of the upper airway space (UAS) allows features such as obesity, muscular hypotonia and mandibular deficiency favor clogging, which may lead to obstructive sleep apnea (OSA), characterized by recurrent episodes of partial or complete obstruction of the UAS during sleep. Surgeries of bimaxillary advancement are associated with increased UAS, however, the morphological and volumetric changes are not well known. Objectives: to evaluate changes in 3D pharyngeal airway in front of orthognathic surgery procedures of skeletal Class I and II subjects. Material and Methods: 3D pharyngeal airway was evaluated preoperative (T0) and postoperative (T1), with the aid of the analysis of the minimum axial area and airway volume. Fifty-six patients 21 male and 35 female, with a mean age of 35.8 (± 10.7) years undergo bimaxillary advancement by the technique of bilateral sagittal split osteotomy of the mandible associated with maxillary advancement through Le Fort I osteotomy. Measurements were made using Cone-beam Computed Tomography, using the Dolphin Imaging program 11.7. Paired t test was used to compare to the data between T0 and T1. All tests were performed with the Statistica Program, adopting a 5% significance level. Results: In the method error of the study, there was no casual or systematic error between the first and second measurement variables (p > 0.05 for all measures). The bimaxillary advancement surgery showed an average of 73.6% (± 74.75%) of increase in volume and 113.5% (±123.87%) increase in the minimum axial area. Conclusions: We concluded that the maxillomandibular advancement surgery provides a significant increase in volume in the UAS as well as the minimum axial area; however, this gain is not always in the same magnitude for all patients.(AU)

X-cephalometric study of different parts of the upper airway space and changes in hyoid position following mandibular fractures / Estudio cefalométrico con rayos X de diferentes partes del espacio de las vías respiratorias superiores y cambios en la posición hioidea tras fracturas mandibulares

OBJECTIVE: This study analyses the different parts of the upper airway space and the changes in hyoid position. The results provide a clinical reference for developing timely and effective treatment programmes for patients with mandibular fractures caused by maxillofacial trauma. METHODS: Standard X-cephalometric measurements of the lateral skull of 210 subjects were taken. The subjects were divided into four fracture groups: condylar, mandibular angle, mandibular body, and parasymphyseal. RESULTS: The radiographs of the mandibular fracture groups were compared with the normal occlusion group to analyse the upper airway space and the changes in hyoid position. Different types of fractures have different effects on the upper airway space. Bilateral mandibular body fracture and the parasymphyseal fracture have a significant influence on the lower oropharyngeal and laryngopharyngeal airway spaces, with serious obstructions severely restricting the ventilatory function ofpatients. CONCLUSIONS: Fractures at different parts of the mandibular structure are closely related to the upper airway and hyoid position.

OBJETIVO: Este estudio analiza las diferentes partes del espacio de las vías respiratorias superiores y los cambios de posición hioidea. Los resultados proporcionan una referencia clínica para desarrollar programas de tratamiento oportuno y eficaz para los pacientes con fracturas de la mandíbula, causadas por trauma maxilofacial. MÉTODOS: Se hicieron mediciones X-cefalométricas estándares del cráneo lateral a 210 sujetos. Los sujetos fueron divididos en cuatro grupos de fractura: ángulo mandibular, condilar, cuerpo mandibular y parasinfisaria. RESULTADOS: Las radiografías de los grupos de fractura mandibular fueron comparadas con el grupo de oclusión normal para analizar el espacio de las vías respiratorias superiores y los cambios de posición hioidea. Diferentes tipos de fracturas tienen diferentes efectos sobre el espacio de las vías respiratorias superiores. La fractura de cuerpo mandibular bilateral y la fractura de parasinfisaria tienen una influencia significativa en los espacios de las vías respiratorias orofaríngea y laringofaríngea inferiores, con serios obstáculos restringiendo severamente la función respiratoria de los pacientes. CONCLUSIONES: Las fracturas en diferentes partes de la estructura mandibular se hallan estrechamente vinculadas a las vías respiratorias superiores y a la posición hioidea.

Avaliação do espaço aéreo faríngeo por meio da tomografia computadorizada de feixe cônico / Assessment of pharyngeal airway space using Cone-Beam Computed Tomography

INTRODUÇÃO: a avaliação do espaço aéreo superior faz parte da rotina na elaboração do diagnóstico e plano de tratamento ortodôntico. A radiografia cefalométrica em norma lateral tem sido usada rotineiramente na avaliação da permeabilidade do espaço aéreo, esbarrando na limitação de fornecer uma imagem bidimensional de uma estrutura tridimensional. A Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC) tem entrado na realidade ortodôntica trazendo um arsenal de informações concernentes ao espaço aéreo superior. Por fornecer uma imagem tridimensional, possibilita determinar de maneira precisa a área de maior estreitamento da faringe, que ofereceria maior resistência à passagem aérea. OBJETIVOS: o propósito deste artigo é esclarecer o ortodontista quanto aos recursos disponíveis na TCFC para o diagnóstico de possíveis barreiras físicas que possam diminuir a permeabilidade das vias aéreas superiores.

INTRODUCTION: Evaluation of upper airway space is a routine procedure in orthodontic diagnosis and treatment planning. Although limited insofar as they provide two dimensional images of three-dimensional structures, lateral cephalometric radiographs have been used routinely to assess airway space permeability. Cone-Beam Computed Tomography (CBCT) has contributed to orthodontics with information concerning the upper airway space. By producing three-dimensional images CBCT allows professionals to accurately determine the most constricted area, where greater resistance to air passage occurs. OBJECTIVES: The purpose of this article is to enlighten orthodontists on the resources provided by CBCT in the diagnosis of possible physical barriers that can reduce upper airway permeability.

The size of upper airway of the snorer in upright and supine position / 대한치과교정학회지

The purpose of this study was to compare and evaluate the upper airway structure between the snorers and asymptomatic control subjects depending on the positional change. Lateral cephalograms in the upright and supine position were taken in 25 female snorers and 20 female asymptomatic control subjects, The length and the area of the soft palate, tongue and airway were measured and evaluated statistically. The results obtained were as follows : 1. The snorers showed longer and higher tongue, narrower and longer airway, inferiorly positioned hyoid bone, longer and broader soft palate and narrower hypopharynx than the control subjects both in the upright and supine position. In addition, the snorers showed broader tongue area and narrower oropharynx area than the control subjects in supine position. 2. Depending on the positional change from upright to supine position, the controls and the snorers showed decreased airway length and superior positioned the hyoid bone. In addition, the snorers showed decreased tongue length and height, airway length and thickness and oropharynx area, but increased tongue area and soft palate area.