Personal-computer-based three-dimensional reconstruction and simulation of maxillary sinus

Abstract.

Anatomical descriptions of the maxillary sinus are critical in pathological diagnosis and the treatment planning of surgical procedures. This study was undertaken to develop a new technique for simulating anatomical structures and to clarify the morphological and clinical characteristics of the maxillary sinus. Thirty-three hemi-sectioned Korean heads were used in this study. CT scans and DentaScan reformatted cross-sectional images were taken on all specimens. From the CT images, three-dimensional reconstructed images were made using the V-works program. From the three-dimensional reconstructed images of the maxillary sinus, six categories of maxillary sinus were created, categorized according to their lateral aspects and shapes of the inferior walls. In 55%, a flat inferior wall of the maxillary sinus was observed. All measurements (anterior-posterior length, height, width and volume) of the sinus were larger in males than in females. From the DentaScan reformatted panoramic images, the anterior limit of the maxillary sinus was located in the first premolar area (58%), and the posterior limit was in the third molar and maxillary tuberosity area (94%). We therefore offer a new virtual technique for manipulating three-dimensional reconstructed images easily on a personal computer. On the reconstructed images the three-dimensional morphology could be observed and the anatomical characteristics of the maxillary sinus and surrounding structures could be determined. The French version of this article is available in the form of electronic supplementary material and can be obtained by using the Springer Link server located at http://dx.doi.org/10.1007/s00276-002-0058-x.

Résumé.

Les études anatomiques du sinus maxillaire sont importantes pour le diagnostic de sa pathologie et la planification de son abord chirurgical. Ce travail a été réalisé afin de développer une nouvelle technique de simulation des structures anatomiques et pour préciser ainsi les caractéristiques morphologiques et cliniques du sinus maxillaire. 33 hémi-sections de têtes de sujets coréens ont été utilisées. Des tomodensitométries et des reconstructions avec le logiciel DentaScan ont été réalisées pour tous les spécimens. A partir des images tomodensitométriques, des reconstructions tridimensionnelles ont été effectuées avec un logiciel V-works. Grâce à ces images tridimensionnelles, une classification des sinus maxillaires en six catégories, selon la forme de leur paroi inférieure étudiée en vue latérale, a été établie. Dans 55% des cas, la paroi inférieure du sinus était plate. Toutes les mesures (longueur antéro-postérieure, hauteur, largeur et volume) du sinus étaient plus élevées chez l'homme que chez la femme. Sur les reformations panoramiques obtenues par le DentaScan, la limite antérieure du sinus maxillaire était le plus souvent située en regard de la première prémolaire (58%), et sa limite postérieure en regard de la troisième molaire et de la tubérosité maxillaire (94%). Avec tous ces éléments, nous proposons une nouvelle technique virtuelle de reconstruction et d'exploitation d'images tridimensionnelles, d'utilisation facile sur un ordinateur personnel. Grâce à ces images, la configuration tridimensionnelle et les caractéristiques anatomiques du sinus maxillaire et des structures avoisinantes ont pu être étudiées.