Aus dem Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Interdisziplinäre Poliklinik für Orale Chirurgie und Implantologie der Universität zu Köln Direktor: Universitätsprofessor Dr. med. Dr. med. dent. J.E. Zöller

Volumetrische Untersuchung zum Phänomen der Stafne-Kavitäten

Inaugural-Dissertation zur Erlangung der zahnärztlichen Doktorwürde der Hohen Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln

vorgelegt von Lea Marie Kaiser aus Heidelberg

Promoviert am 02. Februar 2011

Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln 2011

Dekan: Universitätsprofessor Dr. med. J. Klosterkötter 1. Berichterstatter: Privatdozent Dr. med. dent. J. Neugebauer 2. Berichterstatter: Universitätsprofessor Dr. rer. nat. J. Koebke

Erklärung:

Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit ohne unzulässige Hilfe Dritter und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe, die aus fremden Quellen direkt oder indirekt übernommenen Gedanken sind als solche kenntlich gemacht.

Weitere Personen waren an der geistigen Herstellung der vorliegenden Arbeit nicht beteiligt. Insbesondere habe ich nicht die Hilfe eines Promotionsberaters in Anspruch genommen. Dritte haben von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen für Arbeiten erhalten, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorliegenden Dissertation stehen.

Die Arbeit wurde von mir bisher weder im Inland noch im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form einer anderen Prüfungsbehörde vorgelegt und ist auch noch nicht veröffentlicht.

Köln, 04.07.2010

Lea Kaiser

Danksagung

Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Privatdozent Dr. J. Neugebauer für die exzellente Betreuung dieser Dissertation. Durch seine Hilfe und Kritik ist diese Arbeit erst möglich geworden.

Weiterhin möchte ich mich bei Herrn Prof. Dr. J. Koebke und bei Frau J. Knifka aus dem Zentrum Anatomie der Universität zu Köln für die große Unterstützung bei der Suche nach den anatomischen Präparaten und für deren Bereitstellung bedanken.

Der radiologischen Abteilung der Zahnklinik Köln danke ich für die Unterstützung bei den radiologischen Aufnahmen.

Bei meinen Kommilitonen A. Hinrichs, S. Bailer und J. Tiddens möchte ich mich für die Mithilfe bei der Suche nach den Stafne-Kavitäten bedanken.

Sehr großer Dank gilt meinen Eltern für ihre ununterbrochene Unterstützung während des gesamten Studiums und dieser Arbeit.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung ...... 1 1.1 Theoretische Einführung...... 1 1.1.1 Auftreten und Prävalenz der Stafne-Kavitäten...... 2 1.1.2 Erstbeschreibung...... 5 1.1.3 Ätiogenese-Theorien ...... 7 1.1.4 Aktueller Forschungsstand ...... 10 1.1.5 Begriffsbestimmung...... 12 1.2 Diagnostik...... 13 1.2.1 Bildgebende diagnostische Verfahren in der Zahnheilkunde...... 13 1.2.2 Differentialdiagnostik ...... 17 1.3 Befundung und Bearbeitung von DVTs ...... 18 1.3.1 GALILEOS/ GALAXIS...... 18 1.3.2 Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) ...... 19 1.3.3 Dreidimensionale Visualisierungssoftware ...... 20 1.4 Zielsetzung und Fragestellung der Studie ...... 22 2 Material und Methode...... 23 2.1 Befundung ...... 23 2.2 Anwendung von GALAXIS...... 25 2.3 Vermessung der Stafne-Kavitäten und des Alveolarknochens ...... 28 2.4 Dreidimensionale Visualisierung...... 29 2.5 Verifizierung der Volumenangaben...... 33 3 Ergebnis ...... 34 3.1 Prävalenz der Stafne-Kavitäten ...... 34 3.2 Ausdehnung und Form der Kavitäten ...... 36 3.3 Verifizierung der Volumenangaben...... 46 3.4 Alter und Geschlecht bei Patienten mit Stafne-Kavitäten-Befund...... 46 3.5 Zirkuläre Knochenausdehnung...... 47 3.6 Lokalisation der Kavitäten...... 50 3.7 Pseudokavitäten ...... 53 4 Diskussion ...... 55 4.1 Prävalenz und Diagnostik der Stafne-Kavitäten...... 55 4.2 Ausdehnung und Form der Kavitäten in der Mandibula...... 57 4.3 Atiogenese der Stafne-Kavitäten ...... 61 4.4 Fragliche Stafne-Kavitäten-Befunde...... 62 4.5 Nomenklatur ...... 63 4.6 Schlussfolgerung ...... 64 5 Zusammenfassung...... 65 6 Literaturverzeichnis...... 66 7 Anhang ...... 71 8 Lebenslauf...... 74

Abkürzungsverzeichnis anatom. anatomisch ant.-post. anterior-posterior bzw. beziehungsweise cm Zentimeter cran.-caud. cranial-caudal CT Computertomographie d.h. das heißt DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine DVT Digitale Volumentomographie 2D zweidimensional 3D dreidimensional et al. et alii/ et aliae evtl. eventuell GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung HE Hounsfield-Einheit i.d.R. in der Regel kV Kilovolt mA Milliampère mm Millimeter MRT Magnetresonanztomographie OPG Orthopantomographie oro-vestib. orovestibulär PACS Picture Archiving and Communication System PSA Panoramaschichtaufnahme RCU Reconstruction Control Unit ROI region of interest TSA Transversale Schichtaufnahme u.a. unter anderem ZIB Berliner Zuse-Institut

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1 Einleitung

1.1 Theoretische Einführung

Die moderne 3D-Bildgebung bildet immer häufiger die Grundlage für die zahnärztliche Therapieplanung; so finden dreidimensionale Röntgenaufnahmen zunehmend Einzug in die alltägliche zahnmedizinische Diagnostik. Aufgrund der häufigeren Anfertigung solcher Aufnahmen werden zunehmend Zufallsbefunde entdeckt, welche bei Symptomlosigkeit ohne bildgebende Verfahren vorher unbe- merkt blieben. Ein solcher aufgrund der fortschreitenden Diagnostikmöglichkeiten immer häufiger auftretender Nebenbefund ist die Stafne-Kavität oder auch Stafne- Zyste, welche sich in Form einer Knochenkavität in der Mandibula darstellt. Im Röntgenbild zeigt sich eine ovale oder runde, meist scharf begrenzte Aufhellung. Der Defekt liegt gewöhnlich im posterioren Bereich des basalen Unterkieferkörpers, insbesondere in der Region des Kieferwinkels caudal des Mandibularkanals(82) (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1: Typische Lokalisation einer Stafne-Kavität

Es handelt sich hierbei um Pseudozysten, deren Hohlraum in den meisten Fällen mit Speicheldrüsengewebe gefüllt ist(15). Es können aber auch Blutgefäße(47), Fett(15), Lymphgewebe(7), Muskel(57), oder fibröses Gewebe(7) enthalten sein, oder es kann eine leere Ausbuchtung vorgefunden werden(22, 68). Einleitung Seite 2 von 74

Stafne-Kavitäten werden am häufigsten bei Patienten im mittleren Lebensalter beobachtet(74). Sie gelten als statisch, da sie sich in durchgeführten Follow-up Studien weder in ihrer Ausdehnung noch in ihrer Form verändert haben(15, 59, 62, 88). Die Kavitäten sind als benigne einzuordnen und bedürfen keiner Therapie(53, 64). In seltenen Fällen können sie dennoch ein Risiko darstellen. So ist bei großer Ausdehnung die bukkale Knochenlamelle nur papierdünn und die noch erhaltene Kompakta des Unterkieferrandes stellt einen Locus minoris resistentiae dar, der zu Frakturen führen kann (siehe Abbildung 2) (35).

Abbildung 2: Geringe Restknochendicke aufgrund eines Stafne-Defekts

Ein weiteres Risiko stellt eine in der Impression möglicherweise länger unentdeckte Entartung des enthaltenen Drüsengewebes zu einem pleomorphen Adenom oder zu einem „Carcinoma in adenoma“ dar, weshalb es wichtig ist, eine ausführliche Differentialdiagnostik durchzuführen(78). Die klinische Bedeutung dieser Läsionen liegt primär darin, sie von anderen therapiebedürftigen Befunden abzugrenzen(19).

1.1.1 Auftreten und Prävalenz der Stafne-Kavitäten

Stafne-Kavitäten gehören zu den Anomalien des Kieferknochens und sind sachgemäß als Pseudozysten zu bezeichnen, da der Hohlraum im Gegensatz zu echten Zysten weder mit Epithel ausgekleidet noch flüssigkeitsgefüllt ist(11). Die Knochendepressionen können ganz von Knochen umgeben sein, können aber auch als eine Eindellung am Unterkieferrand palpierbar sein(59). Es lassen sich vier topographische Varianten unterscheiden:

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• Am häufigsten wird der posteriore Typ vorgefunden, der in der Kieferwinkel- gegend im Bereich der Molaren caudal des Canalis mandibularis liegt (siehe Abbildung 3)(12). • Eine Variante findet sich gelegentlich im lingualen anterioren Bereich der Mandibula (Inzisivi bis Prämolaren) oberhalb des Musculus Mylohyoideus(12). • Seltener entstehen die Knochenhöhlen an der lingualen Seite des aufstei- genden Astes nahe des Kondylus(93). • Eine weitere überaus rar auftretende vierte topographische Variante liegt an der bukkalen Fläche des aufsteigenden Astes(75).

Abbildung 3: Posteriore Stafne-Kavität

Posteriore Stafne-Kavitäten liegen typischerweise gerade oberhalb oder am unteren Rand der Mandibula zwischen dem ersten Molaren und dem Kieferwinkel. Sie treten ausnahmslos unterhalb des Mandibularkanals auf(59). Die weiter anterior zu findenden Knochendefekte treten meist zwischen oder unter den Wurzelspitzen auf oder sie überlagern die Apices der in der Regel vitalen Zähne, so dass eine apikale Aufhellung im Sinne einer echten Zyste, eines apikalen Granuloms, einer Knochenmetastase oder eines odontogenen Tumors nachgebildet wird(15). Daher können sie irrtümlicherweise falsch diagnostiziert werden(75). Die beiden eben beschriebenen Stafne-Typen zeigen sich in ovaler und manchmal auch in runder Form unterschiedlichster Größe, wobei bei ovaler Form die längere Seite der Kavität parallel zur Längsachse des Mandibulakörpers liegt(82). Die am lingualen Ramus lokalisierte Variante wird dagegen als weniger oval und generell als klein beschrieben. In der Literatur wurden erst 13 solcher Fälle

3 Einleitung Seite 4 von 74 geschildert, weshalb Aussagen über Form und Größe in diesem Fall wenig belegbar sind(59). Nur ein Fall ist von einer an der bukkalen Seite des aufsteigenden Astes platzierten Stafne-Kavität bisher dokumentiert. Dieser wurde aufgrund einer von Shields im Jahre 2000 durchgeführten archäologischen Studie gefunden, in der er 7686 Kiefer untersuchte(75). 72 Fälle des anterioren Typs wurden in der Literatur bis 2002 beschrieben(59), somit sind diese weit von der Anzahl der in der Kieferwinkelgegend auftretenden Defekte übertroffen, deren Anteil auf 0,10% bis 0,48% geschätzt wird(14, 31, 43, 69, 84). Möglicherweise ist die Prävalenz jedoch weit höher als bisher angenommen, da sich die Region nahe des Kieferwinkels nur auf extraoralen Übersichtsaufnahmen darstellt und so auf intraoralen Aufnahmen nur die weiter anterior gelegenen Impressionen sichtbar sind. Außerdem schreitet die Osteolyse des Knochens bei der Entstehung einer Stafne-Kavität sehr langsam voran, so dass es Jahre dauern kann bis sich eine radiologisch sichtbare Aufhellung entwickelt hat. Diese Tatsache könnte Aufschluss darüber geben, warum die Diagnose meist erst im mittleren Lebensalter gestellt wird, mit einem deutlichen Peak im fünften und sechsten Lebensjahrzehnt. Hierbei scheint es keine bedeutend unterschiedliche Altersverteilung zwischen dem Auftreten der verschiedenen topographischen Typen zu geben(59). Als weiteres Indiz für eine eventuell höhere Prävalenz als bisher angenommen gelten Resultate von archäologischen Studien, deren Ergebnisse ein Auftreten von Stafne-Kavitäten bei 0,66%(71) bis 6,06%(20) der untersuchten Kiefer ergaben (siehe Tabelle 1). Der Grund hierfür ist in der optimalen Diagnostikmöglichkeit der direkten Betrachtung des Knochens zu sehen, wodurch auch kleinste Impressionen erfasst werden können, die sich auf radiologischen Aufnahmen kaum darstellen würden(59, 88). Je nach Lokalisation im Kiefer zeigen sich in der radiologischen Darstellung Unter- schiede. Während die anterior liegenden Aufhellungen weniger scharf begrenzt dargestellt werden, zeigen sich die weiter posterior liegenden Läsionen mit einer scharfen Abgrenzung und häufig durch eine radioopaque Linie umrandet(59). Ein Unterschied in der rechts-links-Seitenverteilung der Defekte ist nicht festzustellen(82).

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Tabelle 1: Die anhand von radiologischen Studien ermittelte Prävalenz der Stafne-Kavitäten liegt bei 0,10% - 0,48%, die Ergebnisse archäologischer Studien ergeben eine Häufigkeit von 0,66% - 6,06%. Autor Studiendesign Ermittelte Prävalenz Oikarinen und Jilku(54) radiologische Befundung 0,1% Philipsen et al.(59) radiologische Befundung 0,16% Uemura et al.(89) radiologische Befundung 0,34% Karmiol und Walsh(39) radiologische Befundung 0,36% Johnson(37) radiologische Befundung 0,4% Correll et al.(14) radiologische Befundung 0,48% Sawyer et al.(71) archäologische Studie 0,66% Kay(40) archäologische Studie 0,7% Harvey und Noble(33) archäologische Studie 0,94% Langlais et al.(42) archäologische Studie 1,28% Mann(46) archäologische Studie 1,82% Finnegan und Marcsik(20) archäologische Studie 6,06%

1.1.2 Erstbeschreibung

Im Jahr 1942 berichtete der amerikanische Zahnarzt Edward C. Stafne als erster über 35 Knochenkavitäten, die sich als linguale Eindellung des Unterkiefers in der Kieferwinkelgegend zeigten und radiologisch wie eine Zyste darstellten. Alle „Bone Cavities“ waren symptomlos und traten als Zufallsbefunde auf Röntgenbildern in Erscheinung. Sie stellten sich als runde oder ovale Aufhellung mit einem Ausmaß von 1 – 3 cm dar, die caudal des Canalis mandibularis in der Gegend des dritten Molaren anzutreffen waren. Stafne beschrieb die meisten Knochendefekte im spongiösen Anteil der Mandibula, beobachtete aber, dass einige – vor allem die größeren Kavitäten - den Unterkiefer- rand durchbrachen, und dass somit bei Palpation eine Einbuchtung zu spüren war (siehe Abbildung 4).

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Abbildung 4: Mandibula aus anatomischer Sammlung (Universität Köln) mit deutlicher Einbuchtung aufgrund eines Stafne-Defekts

Die Knochenwand um die Kavitäten schilderte der Autor auf den Röntgenbildern als dichter und dicker erscheinend als bei echten Zysten mit epithelialer Auskleidung. In seinem Bericht stellte sich Stafne der Frage nach der Ätiogenese seiner Entdeckung. Hierbei schloss er einen Vergleich zu echten odontogenen Zysten aus, da eine Lokalisation unterhalb des Mandibularkanals in diesem Fall unwahrscheinlich wäre(82). Eine solitäre Knochenzyste, bei der es sich um eine benigne lytische Knochenläsion mit flüssigem Inhalt handelt, die meist in den proximalen Metaphysen des Humerus und des Femurs anzufinden ist(38), vermutete er ebenso wenig hinter seiner Entdeckung, da Blum et al.(8) zuvor Fälle von solitären Knochenzysten im Kieferbereich beschrieben hatten, deren Ätiogenese ausschließlich von einem Trauma her rührte, wobei keiner der Patienten mit positivem Befund eine ent- sprechende Anamnese aufwies. Vielmehr vermutete Stafne einen angeborenen Defekt hinter den Knochenkavitäten. Der Unterkiefer entstammt der chondralen Ossifikation. Stafne beschrieb den Kieferwinkel beim Fetus als „much broken up by large marrow spaces and deposits of bone.“ Somit hielt er ein Ausbleiben normaler Knochendeposition in der Region für möglich, in der sich während der embryonalen Entwicklung noch Knorpel befand. Stafne stellte fest, dass die Diagnose weit häufiger bei Männern als bei Frauen gestellt wird. „That there is such a preponderance of cases among men is an interesting finding”(82). Die Verteilung betroffener Männer zu Frauen liegt bei 6,1:1.

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Bis heute ist die Ursache für dieses Ungleichgewicht weitestgehend ungeklärt(12, 59). Bei den 34 Patienten, bei denen die 35 Aufhellungen auf einem Röntgenbild gesichtet wurden, konnte auf radiologischen Aufnahmen weiterer Knochen keine Verbindung zwischen der allgemeinen Anamnese und dem Zufallsbefund der Knochenhöhle im Kieferwinkelbereich gefunden werden. In von Stafne durchge- führten Follow-up Studien wurde in den folgenden elf Jahren kein Hinweis auf ein Wachstum der Defekte beobachtet. Die Möglichkeit einer mikroskopischen Untersuchung des Hohlraumes und dessen Inhalt war Stafne zum Zeitpunkt seiner Berichterstattung nicht gegeben(82).

1.1.3 Ätiogenese-Theorien

In Stafnes Bericht von 1942 wird ein möglicher Zusammenhang der Entstehung des Knochenhohlraums im Unterkiefer mit den großen Speicheldrüsen nicht erwähnt, weil er bei keinem seiner beobachteten Patienten eine Biopsie entnahm, und weil er somit auch über das sehr häufige Auftreten von Speicheldrüsengewebe in den Einbuchtungen keine Kenntnis hatte. Seine Hypothese eines angeborenen Defekts, bei dem die Radioluzenzen aufgrund einer ausbleibenden Ossifikation des Meckelschen Knorpels entstehen, wird in der aktuelleren Literatur nicht mehr anerkannt, da Stafne-Kavitäten am häufigsten im Alter von 40 bis 60 Jahren beobachtet werden(12, 47) und noch nie bei einem Kind unter elf Jahren festgestellt wurden(32). Dennoch wurde seine Theorie noch länger unterstützt, so zum Beispiel von Peterson, der als erster an einer solchen Kavität operierte und eine leere Knochenhöhle vorfand(58), wodurch der Gedanke eines konnatalen Defekts be- kräftigt wurde. Dieser wurde jedoch später von Stafne selbst widerlegt, als er und Tolman(86) über zwei Fälle berichteten, die sich erst bei Patienten im mittleren Lebensalter entwickelt haben. Das Vorkommen von Speicheldrüsengewebe in der Kavität wurde erstmalig 1956 von Fordyce(21) aufgrund einer Biopsie beschrieben. Er nahm an, der Defekt entstünde durch während der Ossifikation eingeschlossenes Glandulaegewebe. Die Lokalisation der Stafne-Kavitäten korreliert genau mit der anatomischen Platzierung der großen Speicheldrüsen, insbesondere mit der Glandula submandibularis(75). In der Literatur ist man sich heute einig, dass es einen

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Zusammenhang zwischen den großen Speicheldrüsen und der Entstehung des Stafne-Defekts gibt. Uneinigkeit besteht jedoch unter dem Aspekt der genauen Entstehung der Knochenhöhlen. Eine verbreitete Ansicht ist, dass eine von den Speicheldrüsen hervorgerufene Druckatrophie zu einer erhöhten Resorption des Knochens führt. „The view most authors seem to favour is the `glandular` hypothesis, indicating that the mandibular bone depressions … have a common origin: the presence of a hyperplastic/ hypertrophic lobe (or an aberrant lobe) of the sublingual, submandibular or parotid salivary glands in close contact with the lingual (or buccal) cortex of the mandibular body or ramus, leading to focal bone atrophy or resorption in response to pressure”(59). Ebenso könnten funktionell bedingte Umbauvorgänge im Knochen zu einer solchen Aushöhlung führen(18, 64, 70). Kay weist auf die Möglichkeit hin, dass ein abnormer vaskulärer Druck in der das Drüsengewebe durchquerenden Arteria facialis zu einer Nekrose und Resorption des benachbarten Knochens führen könnte(40). Minowa et al. berichten über zwölf Fälle, bei denen durch MRT-Untersuchungen festgestellt wurde, dass sich in dem Defekt Blutgefäße befinden. Da alle zwölf Patienten unter Hypertonie litten, scheint ihnen ein erhöhter Blutdruck die wahrscheinlichste Erklärung zu sein(47). Lello und Makek waren im Gegensatz dazu der Meinung, der Effekt entstünde durch eine Ischämie in der Mandibula infolge der ungünstigen Hämodynamik der gewundenen Arteria facialis und aufgrund der im Alter ohnehin bei einigen Patienten schlechteren Durchblutung(44). Shimizu et al. fanden in einer Studie, in der 32 Stafne-Kavitäten untersucht wurden, heraus, dass die Glandula Submandibularis in allen Fällen im Vergleich zur kontralateralen Seite vorverlagert war. Daraus folgerten sie, dass der Defekt durch eine Dislokation der Speicheldrüse entsteht(77). Shields und Mann nennen als mögliche Gründe eine Vergrößerung der großen Speicheldrüsen oder deren feste Fixierung, wodurch es zu einer erhöhten lokalen Anreicherung osteolytischer Faktoren kommt. Diese werden regulär von den großen Speicheldrüsen ausgeschüttet, haben aber normalerweise keinen Effekt zur Folge. „In experimental animals, the ductal cells of the submandibular glands produce significant quantities of many biologically active products.” Durch den erhöhten Spiegel osteolytischer Faktoren käme es zu einer erhöhten Resorption benachbarter

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Strukturen. Er geht außerdem der Frage nach der erhöhten Stafne-Kavitäten– Prävalenz in tropischen Gebieten nach. Er stellt die Hypothese auf, dass die Population in den Tropen durch Selektion vergrößerte Speicheldrüsen hat. Da größere Drüsen mehr natürliche Immunfaktoren produzieren können, die in den Verdauungstrakt gelangen, wäre so ein Schutz gegen im Magen-Darm-Trakt lebende Parasiten geboten. „A first line of defense against the myriad of microbial pathogens breathed and ingested, and a barrier protecting the alimentary system against damage are obvious and important roles for biologically active salivary gland factors“(76). Es geht hervor, dass die meisten Autoren die Ursache des Defekts in den großen Speicheldrüsen sehen, die durch Ausübung eines abnormen Druckes auf den direkt benachbarten Knochen eine Atrophie oder Resorption bewirken. Diese Theorie wird bekräftigt durch die Resultate chirurgischer Untersuchungen(49, 88), Sialogra- phien(55), Computertomographien(5, 77) und MRT-Aufnahmen(11, 30), die in vielen Fällen die Anwesenheit von Speicheldrüsengewebe in den Kavitäten ergaben. Alle vier zu Beginn beschriebenen topographischen Varianten scheinen nach Ansicht vieler Literaturquellen denselben Ursprung zu haben(59), wobei man davon ausgeht, dass der anteriore Typ mit der Glandula sublingualis und der posteriore Typ mit der Glandula submandibularis in Beziehung steht(61). Sandy und Williams werfen die Frage auf, wie die bei Unterkieferbewegungen so mobilen Drüsen, aufgrund ihrer unstetigen Lage einen solch permanenten Druck ausüben können, dass eine Resorption des Knochens bewirkt werden kann. Jedoch erwähnen sie auch, dass es mit zunehmendem Alter, ausgelöst durch unspezifische entzündliche Geschehen, häufig zu einer Fibrosierung, Hypertrophie und Hyperplasie insbesondere der Glandula Submandibularis kommt. Hierdurch wird eine allmähliche Strukturveränderung der Drüsen bewirkt, so dass sich das Gewebe von weich in härter und fibrös umwandelt(70). In Tabelle 2 sind die Ätiogenesetheorien verschiedener Autoren zusammengefasst.

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Tabelle 2: Atiogenesetheorien Jahr Autor Ätiogenesetheorie

1942 Stafne(82) Ausbleibende Ossifikation des Meckelschen Knorpels (konnatal) 1944 Peterson(58) Konnatal

1956 Fordyce(21) Während der Ossifikation eingeschlossenes Speicheldrüsengewebe 1974 Kay(40) Hypertonie der Arteria facialis

1981 Sandy und Funktionell bedingte Umbauvorgänge Williams(70) 1985 Lello und Ischämie in der Mandibula Makek(44) 1996 Shields und Lokale Anreicherung osteolytischer Mann(76) Faktoren bei vergrößterten bzw. fixierten Speicheldrüsen 2002 Philipsen et al.(59) Hyperplastische/ hypertrophe Speicheldrüse bewirkt Druckatrophie oder Resorption des Knochens 2003 Minowa et al.(47) Knochenresorption durch erhöhten vaskulären Druck 2006 Shimizu et al.(77) Dislokation der Glandula Submandibularis

2009 Schwenzer(74) Druckatrophie durch Glandula Submandibularis

1.1.4 Aktueller Forschungsstand

Aus der Literatur lässt sich nahezu einheitlich erkennen, dass die Osteolyse im Zusammenhang mit den großen Speicheldrüsen steht, und dass die Läsion statisch ist und sich auch in jahrelangen Follow-up-Kontrollen weder in der Form, der Größe

10 Einleitung Seite 11 von 74 noch in der Lokalisation verändert(15, 59, 62, 88). Nur ein Fall ist in der Literatur beschrieben, in dem anhand einer radiologischen Verlaufskontrolle über acht Jahre eine offensichtliche Rückbildung einer Stafne-Kavität beobachtet wurde. „Regression of a Stafne`s bone cavity is most unusual and has not, so far as we are aware, been reportet in the literatur“(81). Stafne-Kavitäten sind als benigne einzuordnen. Sie sind zudem symptomlos und verursachen keinerlei Beschwerden(75). Da gesichert ist, dass sie mehr eine anatomische als eine pathologische Beschaffenheit darstellen, ist eine Therapie bei gesicherter Diagnose nicht angezeigt(53, 64). Die klinische Bedeutsamkeit der Knochenhöhlen liegt darin, dass sie von anderen Kieferläsionen, die einer Behandlung bedürfen, differenziert werden müssen(19). Wenn die Diagnose nicht vollständig gesichert ist, sollten in jährlichen Abständen radiologische Nachuntersuchungen erfolgen, bei denen die konstante Größe und Form der Aufhellung kontrolliert wird. Chirurgische Intervention und/ oder das Nehmen einer Biopsie ist nur bei unsicherer Diagnose oder bei Beschwerden indiziert(91). Es sind erheblich mehr Männer – meist im mittleren Lebensalter – betroffen als Frauen (siehe Abbildung 5). Weder für die ungleiche Geschlechterverteilung noch für die deutlich erhöhte Prävalenz bei Patienten zwischen dem 40. und 60. Lebensjahr ist in der Literatur eine wissenschaftlich fundierte Erklärung zu finden.

Anterior Alter Posterior (n=40) (n=270) 0-9

1 5 10-19 Frauen 4 1 2 9 Männer 20-29 1 6 6 30 1 30-39 3 13 6 62 40-49 2 10 11 63 50-59 5 3 43 60-69 3 1 16 70-79

4 80+

15 10 5 Anzahl der Fälle 5 10 15 20 … 60 65

Abbildung 5: Prävalenz der Stafne-Kavitäten nach Philipsen et al.(59)

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Die Prävalenz von Stafne-Kavitäten wird auf 0,10% bis 0,48% geschätzt(14, 31, 43, 69, 84), wobei sie möglicherweise weit häufiger vorkommen. Ob die Defekte stets nach lingual geöffnet sind oder ob sie auch komplett von Knochen umgeben sein können, ist umstritten(15). Tsui und Chan behaupten die linguale Kompakta sei immer durchbrochen(88). So wurde auch bei der Mehrzahl der chirurgisch explorierten Fälle eine Verbindung zwischen dem Inhalt des Defekts und dem Gewebe der benachbarten Speicheldrüse festgestellt(4, 12, 22, 29, 67, 70, 87). In der Literatur ist jedoch auch über verschiedene Beispiele berichtet, die eine intakte linguale Kortikalis über dem eingeschlossenen Speicheldrüsengewebe aufwiesen und somit die Stafne-Kavitäten zirkulär von Knochen umgeben waren(2, 15). Bouquot et al. liefern hierfür durch den Fund embryonaler Speicheldrüsenreste in mehreren Biopsien von Kieferknochen eine mögliche Erklärung(9). Stafne-Kavitäten stehen in keinem Zusammenhang mit dem Zahnsystem(35, 53). Dennoch sieht es insbesondere bei im vorderen Kieferbereich auftretenden Fällen häufig danach aus, da sie zwischen oder unter den Wurzelspitzen auftreten oder diese überlagern. Somit können sie irrtümlicherweise für eine Zyste, ein apikales Granulom oder einen anderen therapiebedürftigen Befund gehalten werden. Weiter posterior auftretende Läsionen sind im Gegensatz zu den anterioren Läsionen sehr viel einfacher zu diagnostizieren. Bei nicht mit vollständiger Sicherheit zu diagnostizierenden posterioren Typen oder bei Verdacht auf den seltenen anterioren Typ sollten weitere Untersuchungen, wie CT-, MRT-, DVT-Aufnahmen oder Sialo- graphien erfolgen, um die Diagnose zu bestätigen und um andere Befunde mit Sicherheit ausschließen zu können(15).

1.1.5 Begriffsbestimmung

Stafne beschrieb seine Entdeckung 1942 mit der Bezeichnung „bone cavities situated near the angle of the mandible“. In der weiteren Literatur wurde der Name des Erstbeschreibers meist unmittelbar durch Begriffe wie „Stafne-Zyste“, Stafne´s Cavity, Stafne´s mandibular defect etc. mit dem Defekt in Verbindung gebracht. Der Begriff „Zyste“ oder „Cavity“, der weitgehend zur Beschreibung verwendet wird, rührt daher, dass die Aushöhlungen auf radiologischen Abbildungen eine Zysten-ähnliche Erscheinung haben(59).

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Das Wissen über die Ätiologie und Pathologie dieser „bone depressions“ war von Beginn an - und ist auch heute noch - limitiert und nicht vollständig gesichert. Dies spiegelt sich in der Vielzahl weiterer Namen wieder, die sich im Laufe der Jahre etabliert haben und synonym verwendet werden: Dazu gehören Stafne bone cavity, static bone cyst, lingual mandibular bone defect, Stafne static bone defect, lingual mandibular bone depression, lingual salivary gland defect, latent bone cyst, static bone cavity, latente idiopathische statische Knochenhöhle und viele mehr(62, 74). Einige Autoren sind der Meinung, der in der Literatur häufig genutzte Begriff Stafne- Zyste sollte nicht länger verwendet werden, da es sich um keine echten Zysten handelt. Als Begriffsänderung wird „Stafne bone cavity“ vorgeschlagen, da hier die initiale Beschreibung von Stafne mit dem passenderen Begriff „Kavität“ vereint wird(11). Andere Autoren benutzen den Namen „statische“ Knochenhöhle, um die Unveränderlichkeit des Defekts zu betonen, oder sie weisen mit dem Begriff „idiopatische Knochenhöhle“ auf die ungeklärte Ätiogenese hin(53).

1.2 Diagnostik

1.2.1 Bildgebende diagnostische Verfahren in der Zahnheilkunde

1.2.1.1 Die Tomographie in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde: Konventionelle Tomographie, Panoramaschichtaufnahme (PSA) und transversale Schichtaufnahme (TSA)

Der Begriff „Tomographie“ bezeichnet die bildliche Darstellung eines Schnitts durch den Körper (tome = Schnitt)(90). Die konventionelle Röntgen-Tomographie (konventionelle Schichtaufnahme) ist ein bildgebendes Verfahren, bei dem selektiv eine Schicht innerhalb des abzubildenden Objekts dargestellt wird. Hierbei werden die davor oder dahinter liegenden Schichten unscharf abgebildet, so dass es zu einer Verwischung kommt(90). Als weiteres tomographisches Verfahren hat sich die Panoramaschichtaufnahme (PSA) mit dem Orthopantomogramm (OPG) in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde seit ihrer Einführung in den 1960er Jahren fest etabliert(24, 63). Im Unterschied zur konventionellen Tomographie wird keine plane Ebene dargestellt, sondern eine in

13 Einleitung Seite 14 von 74 etwa dem Kieferverlauf entsprechend gekrümmte Schicht. Somit werden alle für die zahnärztliche Diagnostik wichtigen Strukturen, wie Zähne, Alveolarfortsätze und Kieferhöhlen erfasst. Beim Röntgen-Vorgang umfährt die Filmkassette (Format 15 cm × 30 cm) den Patientenhinterkopf in einem Halbkreis gegen den Uhrzeigersinn. Gleichzeitig umrundet die Röntgenröhre das Gesicht des Patienten in der gleichen Richtung wie die Filmkassette. Durch eine fokusnahe Schlitzblende werden die von der Röntgen- röhre ausgesandten Strahlen keilförmig und senkrecht auf 0,25 mm gebündelt. Dieses Strahlenbündel trifft nach Durchleuchten der Kieferabschnitte auf eine filmnahe, schlitzförmige Sekundärblende, die in einem Abschirmbereich aus Blei liegt. Dadurch dass sich der Film etwas schneller bewegt als die restliche Apparatur wird zu jeder Phase der Bewegung von Röhre und Kassette ein schmaler Streifen des Films belichtet. Der Aufnahmevorgang dauert ca. 12 bis 15 Sekunden und wird mit 55 bis 90 kV bei 5 bis 12 mA durchgeführt. Je nach Lokalisation der vertikalen Achse, um die die Rotation erfolgt, wird die Lage der abgebildeten Schicht bestimmt. Um den parabelförmigen Unterkiefer und den ellipsenförmigen Oberkiefer scharf und orthoradial abzubilden, werden während der Belichtung drei Rotationszentren angesteuert. Die dargestellte Schicht ist in ihrer Dicke über den Radius der Ablaufbahn und die Breite der Sekundärblende geregelt. Sie sollte im Seitenzahngebiet auf 15 bis 20 mm und im Frontzahngebiet auf 5 bis 10 mm eingestellt sein, um auch Kiefer in abweichender Größe oder Form vollständig abzubilden. Ebenfalls abhängig vom Film–Fokus–Abstand kommt es zu einer Objektvergrößerung von ca. 20%(27, 63). Für eine detaillierte Darstellung der engen topographischen Verhältnisse im Mund- Kiefer-Gesichtsbereich sind zweidimensionale Aufnahmen wie die PSA oftmals nicht ausreichend. Ein verhältnismäßig strahlenarmes und kostengünstiges Verfahren zur Darstellung der dritten Ebene bieten transversale Schichtaufnahmen (TSA). Hierbei werden drei TSA in Kombination mit einem Longitudinalschnitt angefertigt (Kombinations-TSA). In Verbindung mit einem OPG wird so eine dreidimensionale Interpretationsmöglichkeit der räumlichen Verhältnisse des Gesichtsschädels gege- ben, so dass aufwendigere Verfahren, die evt. eine Überweisung zum Radiologen erfordern, häufig ersetzt werden können(23-25, 92). Der gesamte Ober- und Unterkieferbereich inklusive der Kieferhöhlen und Kiefergelenke lässt sich durch transversale Schichtaufnahmen darstellen. Die zu

14 Einleitung Seite 15 von 74 beurteilende Region ist aufgrund dünner Schichten (1-2 mm) und eines breiten Röntgenstrahlfächers mit geringer Tiefenschärfe deutlich zu erkennen(92).

1.2.1.2 3D Technik: Computertomographie (CT) und digitale Volumentomographie (DVT)

Zu den dreidimensionalen Aufnahmetechniken gehören die Computertomographie (CT) und die Digitale Volumentomographie (DVT)(65, 73). Die 1968 von Hounsfield und Cormack entwickelte CT ergab erstmals die Möglichkeit durch eine Vielzahl zweidimensionaler transversaler Aufnahmen durch sekundäre Rekonstruktion radio- logisch eine dritte Dimension abzubilden. Das Verfahren unterliegt seit seiner Einführung fortlaufenden Verbesserungen, so dass es heute in vielen medizinischen Bereichen als unerlässliches diagnostisches Hilfsmittel dient. Ein Computertomographie-Gerät besteht aus der Gantry, die den Hochspannungs- generator, die Röntgenröhre, ein Blendensystem, die Kühlung und das Detektor- system beinhaltet. Weiter gehören ein Patientenlagerungstisch, das Bedienpult und ein Computer zur Ausstattung. Die Bilder entstehen anders als beim konventionellen Röntgen nicht durch Filmschwärzung, sondern durch Detektoren, die die unter- schiedliche Absorption der den Körper durchdringenden Röntgenstrahlung messen. Die erfassten Werte werden in elektrische Signale transformiert und zur Bildrekonstruktion digitalisiert(13). Röntgenröhre und Detektoren liegen sich gegenüber und erzeugen während der Exposition mit einer Hochspannung von 120-150 kV einen fächerförmigen Röntgenstrahl, dessen Breite je nach gewünschter Schichtdicke variiert werden kann. Die Röntgenröhre rotiert bei neueren Geräten spiralförmig um die ab- zubildende Region des liegenden Patienten (Spiral-CT) (siehe Abbildung 6).

Abbildung 6: Aufnahmeschema eines Spiral-CTs mit kontinuierlichem Tischvorschub

15 Einleitung Seite 16 von 74

Der mit dem Gerät verbundene Computer wertet nun die ihm von den Detektoren zukommenden elektrischen Signale aus. Dabei ordnet er jedem in der durchstrahlten Schicht liegenden Volumenelement einen Dichtewert zu, welcher abhängig von der unterschiedlichen Strahlenabsorption entsprechend der Dichte, der Dicke sowie der Ordnungszahl Z der durchstrahlten Materie ist. Dieser Dichtewert wird nach dem Entdecker des Verfahrens als „Hounsfield-Einheit“ (HE) bezeichnet. Jeder HE ist eine Graustufe zugeordnet. Starke Absorption (Metall) bildet sich weiß ab, geringe Dichtewerte und somit fehlende Absorption (Luft, Flüssigkeit) werden schwarz wiedergegeben. Mittels eines mathematischen Verfahrens werden die nun im Computer enthaltenen Daten zu einem Volumendatensatz zusammengefügt, aus dem sich sagittale, koronale und axiale Schnittbilder sowie 3D-Ansichten in beliebigen Ebenen rekonstruieren lassen. Durch die Möglichkeit der überlagerungsfreien Darstellung aller Körperregionen bildet die CT eine detaillierte Informationsbasis zur Stellung von Diagnosen und zur Behandlungsplanung(65). In der Zahnheilkunde findet die CT aus strahlenhygienischen sowie aus Kostengrün- den nur beschränkt Anwendung. Indikationen sind die Bereiche der Tumordiagnostik und der Traumatologie(27). In den meisten Fragestellungen ist sie durch die mit um 60% geringerer Strahlenbelastung einhergehende DVT ersetzbar(51). Mit der im Jahre 1997 in die Zahnheilkunde eingeführten DVT wird in der Zahnmedizin eine mit der CT vergleichbare, aber weniger aufwändige Darstellungsmöglichkeit erreicht, bei der ebenfalls die Rekonstruktion in verschiedenen Ebenen sowie dreidimensionale Darstellungen möglich sind. Hierbei wird im Gegensatz zur CT das gesamte Objekt in nur einem Umlauf durch ein kegelförmiges Strahlenbündel (Cone-Beam-Technik) erfasst (siehe Abbildung 7), was zu einer geringeren Strahlendosis führt(27, 50, 73).

Abbildung 7: Prinzip der DVT

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Durch einen digitalen Detektor wird eine Vielzahl einfacher axialer Schichten gewonnen, aus denen sich in sekundärer Rekonstruktion ein dreidimensionaler Bilddatensatz bildet, der digitalisiert und weiterverarbeitet werden kann(27). Es besteht die Möglichkeit einer sehr genauen Detailwiedergabe durch die Anfertigung koronaler, axialer und saggitaler Abbildungen in Serien von 0,1 mm - 1 mm dünnen Schichten in variierbarer Größe und definierten Abständen zueinander. Eine dreidi- mensionale Darstellung oder die Rekonstruktion einer Panoramaschichtansicht ist ebenfalls möglich(36). Die DVT ergänzt die bestehenden radiologischen zahnärztlichen Verfahren in idealer Weise und trägt in hohem Maße dazu bei, dass nahezu alle Fragestellungen in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde ohne die strahlenbelastende und kostenum- fangreiche CT beantwortet werden können(27).

1.2.2 Differentialdiagnostik

Die Diagnose von Stafne-Kavitäten kann generell anhand von Panoramaschichtaufnahmen, intraoralen Filmen, CT-, DVT- oder Magnet- resonanztomographie (MRT)–Aufnahmen gestellt werden(10). Auch Sialographien können angewendet werden, um das Speicheldrüsengewebe in den knöchernen Aushöhlungen nachzuweisen(12, 87). Jedoch ist diese Methode nicht immer sinnvoll, da der Patient hierbei ionisierender Strahlung ausgesetzt wird und da vor allem kleinere Defekte häufig nur Fettgewebe oder anderes Weichgewebe enthalten(5). Die MRT wird aufgrund der nicht vorhandenen potentiell schädlichen ionisierenden Strahlung und der guten Detailerkennbarkeit häufig zur Diagnostik empfohlen(6, 31). Die Nachteile sind hierbei hohe Kosten und die häufige Entstehung von Metallartefakten(11). Einfache OPG-Aufnahmen sind gelegentlich zur Diagnosesicherung ausreichend. Insbesondere bei atypischen Läsionen ist jedoch eine ausführliche Differential- diagnostik unverzichtbar. Hierfür ist die DVT aufgrund der optimalen Darstellung und der dreidimensionalen Wiedergabe gut geeignet, so dass sich die Lokalisation einer Stafne-Kavität exakt ausmachen lässt, und es sich einfach feststellen lässt, ob die Läsion in einem Zusammenhang mit dem Zahnsystem steht oder nicht. Besteht kein Zusammenhang zum Zahnsystem können apikale Aufhellungen im Sinne apikaler Zysten, apikaler Granulome oder odontogener Tumore ausgeschlossen werden.

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Wichtig ist auch die Differentialdiagnose zur solitären Knochenzyste. Diese Art der Pseudozysten tritt ebenfalls gehäuft im Kieferwinkel der Mandibula auf und stellt sich als intraossärer Hohlraum ohne epitheliale Auskleidung dar. Betroffen sind jedoch meist jüngere Patienten und die solitäre Knochenzyste begrenzt sich in ihrer Ausdehnung im Gegensatz zur Stafne-Kavität meist nicht auf die Region caudal des Mandibularkanals, sondern umgreift häufig die Wurzeln benachbarter vitaler Zähne(19, 74). Dem eosinophilen Granulom, dem reparativen Riesenzellgranulom sowie den Knochentumoren fehlt die periphere Knochenlamelle(19). Weiter sind Stafne-Defekte von traumatischen Knochenzysten, einfachen Knochenzysten, Ameloblastomen, Metastasen, und dem „braunen Tumor“ beim Hyperpara- thyreoidismus abzugrenzen(6, 11, 19, 60, 88).

1.3 Befundung und Bearbeitung von DVTs

1.3.1 GALILEOS/ GALAXIS

Das 3D-Röntgensystem GALILEOS der Firma Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland (siehe Abbildung 8) wurde speziell für die zahnmedizinische Diagnostik entwickelt. Durch die Cone-Beam-Technik wird mit einem generierten Aufnahmevolumen von 15x15x15 Kubikzentimetern die gesamte relevante Anatomie des Gesichtsschädels erfasst und ein Volumen erzeugt aus dem alle erforderlichen Ansichten errechnet werden. Vorscans sind bei Galileos nicht notwendig. Wie beim Panorama-Röntgen steht der an der Midsagittalen ausgerichtete Patient während der Aufnahme im Gerät. Der Scan dauert 14 Sekunden, aus den in dieser Zeit gewonnenen 200 Einzelaufnahmen wird ein Datensatz mit einer Voxelgröße von 0,3 Millimetern generiert. Innerhalb von zwei Minuten nach dem Scan werden die 3D- Daten rekonstruiert und nach zwei bis drei Minuten auf dem Monitor angezeigt. Mit der integrierten Diagnose-Software GALAXIS lassen sich neben der klassischen Panoramaansicht eine 3D-Ansicht, longitudinale und transversale Ansichten sowie eine koronale, axiale und sagittale Ebene aufrufen. Innerhalb dieser Ansichten kann sich der Befunder mit einem beweglichen Fenster intuitiv und in Echtzeit durch jede beliebige Schicht des Volumendatensatzes navigieren. Durch die kurze Scan-Phase kombiniert mit der stehenden Positionierung des Patienten kommt es selten zu

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Verwackelungen, weiter kann die Schichtlage nachträglich in der Software angepasst werden, weshalb sich auch Positionierungsfehler während der Aufnahme relativieren. Das Galileos System besteht aus - dem Röntgengerät, - der RCU (Reconstruction Control Unit), welche die zweidimensionalen Bilder in eine dreidimensionale Volumenrekonstruktion umrechnet und zusätzlich die Software-Lizenzen verwaltet, - der Sidexis XG Arbeitstation, welche die Erstellung einer neuen dreidimensionalen Volumenrekonstruktion ermöglicht, - der Galaxis Software-Plugin zum Anzeigen und Verarbeiten der dreidimensionalen Volumenrekonstruktionen, - der Sidexis Datenbank zum Speichern der dreidimensionalen Volumenrekonstruktionen. Anhand der 3D-Diagnostik mit Galileos ist es in vielen Fällen möglich, Befunde zu diagnostizieren, die auf herkömmlichen Röntgenbildern nicht zu erkennen sind. Dies führt zu einer Vielzahl an Nebenbefunden(45, 52, 66, 72, 79).

Abbildung 8: Galileos, Sirona Dental Systems

1.3.2 Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) ist ein spezieller Standard für die Radiologie, der weltweit gilt. Mit ihm können Bilder und Daten von unterschiedlichen bildgebenden und bildverarbeitenden Geräten untereinander ausgetauscht werden. Dazu gehören Systeme wie das digitale Röntgen, die CT, die MRT oder die Sonographie. Seit der Einführung der Computertomographie Ende der 1960er Jahre als erstem digitalem bildgebendem Verfahren in der Medizin ist die Bedeutung der digitalen

19 Einleitung Seite 20 von 74 medizinischen Bildverarbeitung ständig gestiegen. Spätestens mit dem Aufkommen der Idee einer digitalen Archivierung von Bildern (Picture Archiving and Communication System (PACS)) und einer elektronischen Bildverteilung im Krankenhaus entstand das Bedürfnis, digitale Bilder zwischen Geräten verschie- dener Hersteller austauschen zu können. DICOM ist ein Standard, der ein einheitliches Format zum Speichern in Archiven oder auf anderen Datenträgern bildet und als Kommunikationsprotokoll zum Austausch von medizinischen Bilddaten dient. Dadurch ist es möglich Daten zwischen verschiedenen Systemen über Netzwerk, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder Datenträger auszutauschen. Dabei werden nicht nur medizinische Bilder übertragen, sondern u.a. auch Patientendaten, Aufnahmeparameter und Informationen über den Gerätetyp. DICOM hat sich zu einem unentbehrlichen Bestandteil für die Integration digitaler bildverarbeitender Systeme in der Medizin entwickelt(16, 17).

1.3.3 Dreidimensionale Visualisierungssoftware

Das Programm Amira, mit dessen Entwicklung im Jahr 1995 im Rahmen eines Forschungsprojekts zur Visualisierung medizinischer Daten im Berliner Zuse-Institut (ZIB) begonnen wurde, ist eine dreidimensionale Visualisierungs- und 3D- Rekonstruktions-Software, die es ermöglicht, 3D-Daten aus verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen visuell darzustellen. Dazu gehören insbesondere dreidimensionale Bilddateien, Vektorfelder und Finite Element-Dateien. Außerdem können 3D-Rekonstruktionen wie polygonale Oberflächenmodelle und tetraedrische Flächenraster aus dreidimensionalen Bilddateien erstellt werden. Das Programm bietet eine Vielzahl verschiedener Visualisierungsmodule an. Diese können beliebig miteinander kombiniert werden um ein Bild zu erstellen, wobei man auch mehrere Datensätze gleichzeitig darstellen kann. Die angebotenen Visualisierungsfunktionen reichen von einfachen Schnitten und Einfärbungen bis hin zu Isoflächen und Volumen-Rendering. Amira unterstützt Methoden der Erstellung von Flächenrastern aus Voxeldaten, um diese als Volumen anzuzeigen. Die Amira-Benutzeroberfläche besteht aus den 4 Hauptfenstern „3D Viewer“, „Object Pool“, „Working area“ und dem „Console Window“ (siehe Abbildung 9).

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Abbildung 9: Die Amira-Benutzeroberfläche mit den 4 Hauptfenstern 3D Viewer (1), Object Pool (2), Working area (3) und Console Window (4)

Amira bietet einen großen Umfang an Modulen zur Visualisierung verschiedener wissenschaftlicher Daten sowie zum Erstellen polygonaler Modelle aus dreidimen- sionalen Abbildungen. Sämtliche Visualisierungstechniken können dabei beliebig kombiniert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit mehrere Datensätze gleichzeitig in entweder verschieden oder im selben Abbildungsfenster zu visualisieren. Amira beinhaltet folgende Funktionen: - Volumenerstellung (Direct Volume Rendering) - Isoflächen (Isosurfaces) - Bildsegmentierung (Segmentation) - Oberflächenrekonstruktion (Surface Reconstruction) - Oberflächenvereinfachung (Surface Simplification) - Erzeugen tetraedrischer Flächenraster (Generation of Tetrahedral Grids) Das Programm wird zur Visualisierung und Datenanalyse in der Medizin, der Mikroskopie, der Biologie, der Biochemie, der Technik, der Physik und in vielen anderen wissenschaftlichen Feldern genutzt. Mit Hilfe von Amira lassen sich einzelne

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Strukturen dreidimensionaler Röntgenaufnahmen visualisieren und in ihrer genauen Ausdehnung vermessen(1, 3, 83).

1.4 Zielsetzung und Fragestellung der Studie

Das Ziel dieser Studie war es zum einen, anhand der dreidimensionalen Bildgebung die Angaben über die Prävalenz der Stafne-Kavitäten zu prüfen, sowie Informationen über die volumetrische Ausdehnung der Defekte zu gewinnen, und diese mit dem vorhandenen Knochenangebot der Mandibula der Patienten sowie deren Alter und Geschlecht in Beziehung zu setzen. Da bei großem Knochenangebot im Vergleich zum atrophen Kiefer der Anteil der harten Kompakta im Verhältnis zur weichen Spongiosa geringer ist und Spongiosa auf Druck hin weitaus leichter resorbiert als die harte Kompakta, sollte untersucht werden ob eine Korrelation zwischen einem großen Knochenangebot und ausgedehnten Stafne-Kavitäten besteht. In einem weiteren Teil der Studie sollte anhand einer radiologischen Verlaufskontrolle geprüft werden, ob sich die als statisch geltenden Kavitäten weder in ihrer Größe noch in ihrer Form verändern.

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2 Material und Methode

2.1 Befundung

Im Rahmen einer Nachuntersuchung zur Erhebung weiterer nicht durch die rechtfertigende Indikation angenommener pathologischer Befunde (Nebenbefunde) wurden konsekutiv 1256 DVT-Aufnahmen mit dem Programm GALAXIS ausgewertet. Hierbei zeigten sich bei neun Patienten die für Stafne-Kavitäten typischen Befunde. Die zur Befunderhebung herangezogenen DVTs für diese Studie rekrutierten sich aus Aufnahmen die zwischen Februar 2007 und März 2010 im Routinebetrieb der Interdisziplinären Poliklinik für Orale Chirurgie und Implantologie, der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie, der Poliklinik für zahnärztliche Prothetik und der Poliklinik für Kieferorthopädie der Universität zu Köln angefertigt wurden. Somit erfolgte die Auswahl der 1256 dreidimensionalen Röntgenbilder rein zufällig. Das gesamte Kollektiv setzte sich aus männlichen und weiblichen Personen im Alter von 4 bis 91 Jahren zusammen. Von den 1256 für die Studie herangezogenen Patienten waren 647 männlichen Geschlechts und 609 waren Frauen. Dies bedeutet für die Männer einen prozentualen Anteil von 51,5% und für die Frauen 48,5% (siehe Abbildung 10).

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Abbildung 10: Alter und Geschlecht des Patientenkollektivs

Existierten mehrere DVTs desselben Patienten so wurde der Befund anhand der ersten Aufnahme erhoben. Eine rechtfertigende Indikation war bei allen Aufnahmen gegeben. Der Indikationsbereich des untersuchten Patientenguts lag in der Traumatologie, der Behandlungsplanung, der postoperativen Befundung, der Kieferorthopädie, der zahnärztlichen Chirurgie und in der Fokussuche (siehe Tabelle 3).

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Indikation Anzahl Prozent

Verdacht auf Fraktur 156 12,4

Erkrankungen der Kieferhöhle 120 9,6

Zahnlage 159 12,7

Behandlungsplanung 228 18,2

Postoperative Befundung 111 8,8

Neoplasie 263 20,9

Dysgenese 47 3,7

Fokussuche 120 9,6

Sonstige 52 4,1

Gesamt 1256 100

Tabelle 3: Indikationsverteilung

Des Weiteren wurden im Zentrum Anatomie der Universität zu Köln 110 Unterkiefer einer anatomischen Sammlung auf Stafne-Kavitäten untersucht. Ergab sich bei äußerlicher Betrachtung der Mandibula ein Anhaltspunkt auf eine Einbuchtung so wurde eine Röntgenaufnahme angefertigt. Bei zwei Unterkiefern aus dieser Sammlung bestätigte sich der Verdacht auf eine Stafne-Kavität, woraufhin ein DVT aufgenommen wurde um genaue Messungen vorzunehmen, sowie den Defekt zu visualisieren (siehe 3.3 und 3.4).

2.2 Anwendung von GALAXIS

GALAXIS ist Bestandteil des GALILEOS-Systems. Über die GALAXIS-Software können die dreidimensionalen Volumenrekonstruktionen angezeigt und verarbeitet werden. Nach Auswählen einer 3D-Röntgenaufnahme aus der SIDEXIS Datenbank kann der Behandler zwischen mehreren Arbeitsbereichen wählen, in denen jeweils verschiedene Ansichten aller Schichten durch das Volumen angezeigt werden. Zur

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Verfügung stehen die Arbeitsbereiche „Panorama“, „Radiologie“, „Ceph p./a. a./p.“, „Ceph lateral“ und „Detail“. In den einzelnen Arbeitsbereichen lassen sich die über ein Untersuchungsfenster untereinander verbundenen Ansichten Panorama, 3D- Ansicht, longitudinale Ansicht, transversale Ansichten, axiale Ebene, koronale Ebene und sagittale Ebene wählen. Jedem Arbeitsbereich ist eine unterschiedliche Kombination passender Ansichten zugeordnet (siehe Abbildung 11 und 12).

Abbildung 11: Ansichten des Arbeitsbereiches “Panorama“. A: Panoramaansicht, B: 3D- Ansicht, C: Longitudinale Ansicht, D: Transversale Ansicht, E: Axiale Ebene

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Abbildung 12: Ansichten des Arbeitsbereiches „Radiologie“. A: Axiale Ebene, B: 3D-Ansicht, C: Koronale Ebene, D: Sagittale Ebene

Während der Navigation durch das Volumen in einer Ansicht werden die Schichten in den übrigen Ansichten automatisch der aktuellen Schicht angepasst. In der Panoramaansicht befindet sich zusätzlich ein Untersuchungsfenster, welches durch freies Navigieren durch die vertikalen Schichten dem Betrachter eine dritte Dimension eröffnet. Die Position der entsprechenden vertikalen Schicht im Untersuchungsfenster wird zur Orientierung in den übrigen Ansichten durch dünne, gelbe Linien angezeigt (siehe Abbildung 13).

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Abbildung 13: Untersuchungsfenster

In allen Schichten besteht die Möglichkeit bis auf 0,15 mm exakte Längenmessungen einzelner Strukturen vorzunehmen. Weiter können Kontrast und Helligkeit verändert werden, die Ansicht kann frei verschoben oder vergrößert und verkleinert werden, das Fadenkreuz kann neu positioniert werden, mittlere Graustufen sind optimierbar und Winkelmessungen sowie die Berechnung eines Detailvolumens sind möglich(48, 79).

2.3 Vermessung der Stafne-Kavitäten und des Alveolarknochens

Aus den 1256 befundeten DVTs sowie den Untersuchungen im Zentrum Anatomie der Universität zu Köln ergab sich bei elf Patienten als Nebenbefund eine Stafne- Kavität. Um das vorhandene Knochenangebot mit der Kavitätenausdehnung in Beziehung setzen zu können, wurden die Hohlräume und der den Defekt umgebende Alveolarknochen anhand der Visualisierungssoftware Amira visualisiert und das Volumen sowie die Form bestimmt. Zusätzlich wurden anhand von GALAXIS die Kavitäten und der den Defekt umgebende Alveolarknochen mit der Funktion „Längen messen“ vermessen. Zur Vermessung der Stafne-Kavitäten und des Alveolarknochens wurden folgende Messgrößen festgelegt: - Gesamtvolumen des Defektes in mm³ - Gesamtvolumen des den Defekt umgebenden Alveolarknochens vom Kondylus bis zum Foramen mentale in mm³

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- Gesamthöhe der Mandibula, gemessen von der Basis bis zum kranialsten Punkt der Kortikalis - Ausdehnung des Defektes in anterior-posteriorer Länge (ap) - Ausdehnung des Defektes in orovestibulärer Länge (ov) - Ausdehnung des Defektes in cranial-caudaler Länge (cc) - Knochenausdehnung oberhalb des Defektes (Ko) - Knochenausdehnung unterhalb des Defektes (Ku) - Knochenausdehnung bukkal des Defektes (Kb) - Knochenausdehnung lingual des Defektes (Kl) - Form des Defektes Gemessen wurde jeweils im Bereich der maximalen Ausdehnung der Kavitäten (siehe Abbildung 14).

Ko

Kb Kl ap ov

cc

Ku

Abbildung 14: Vermessung der Stafne-Kavitäten mit GALAXIS

2.4 Dreidimensionale Visualisierung

Als dreidimensionale Visualisierungssoftware wurde das Programm Amira verwendet. Anhand dessen wurden die Kavitäten visualisiert und anschließend in ihrer Form und Ausdehnung mit dem vorhandenen Knochenangebot der Mandibula, dem Patientengeschlecht und dem Patientenalter in Beziehung gesetzt. Um die genaue Ausdehnung der Stafne-Kavitäten und des umgebenden Alveolarknochens zu erfassen, wurden die DVTs zunächst aus Sidexis in einen

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Ordner exportiert. Daraus wurden die 512 Schichten eines DVTs isoliert um in Amira geladen werden zu können. Sobald eine Datei in Amira geladen ist, sind im „Zoom and Data Window“ des Object Pools Helligkeit und Kontrast modifizierbar und es besteht die Möglichkeit das Objekt heranzuzoomen. Die Funktion „Segmentation“ bietet eine Reihe an Werkzeugen, von denen einige rein manuell zu bedienen sind und andere automatisch funktionieren. Hierbei kann zwischen dem Pinsel (Brush), dem Lasso, Magic Wand, Treshold oder Blow Tool gewählt werden. Für exaktes Arbeiten ist der in seiner Größe und Form verstellbare Pinsel oder das formvariable Lasso zu wählen. Anhand verschiedener Filter (smoothing, cleaning, connected component analysis) kann das Bild während der Bearbeitung optimiert werden. Um die Stafne-Kavitäten in ihrem vollen Umfang zu visualisieren, wurde in der Viewer area die Schicht ausgewählt, in der die Kavität gerade eben als Aufhellung sichtbar wurde, und der Umriss mit dem Lasso umfahren. Dieser Vorgang wurde in jeder dritten Schicht wiederholt, bis die gesamte Kavität in ihrer Größe markiert war. Obwohl die Schichten zweidimensional abgebildet werden, sind die meisten Werkzeuge des Programms auch dreidimensional anwendbar. Da objektumgebende Bereiche bei der Markierung ausgeblendet werden, ergibt sich eine gut definierte Umrandung der Kavitäten. Nach Beendigung des Markierungsvorgangs wurde durch das Programm der Umriss des Objektes in den restlichen Schichten errechnet und anschließend das korrespondierende polygonale Oberflächenmodell der Stafne-Kavität im 3D Viewer erstellt (siehe Abbildung 15). Diese dreidimensionale Abbildung konnte beliebig rotiert und so in verschiedenen Ansichten in Gestalt und Form untersucht werden. Weiter waren 2D und 3D Längen- und Winkelmessungen möglich. Das exakte Volumen wurde über das Modul „Material Statistics“ angezeigt. Auf dieselbe Weise wurde anschließend der umgebende Alveolarknochen visualisiert. Dieser wurde auf der Seite der Kavität ausgehend vom Kondylus bis zum Foramen mentale mit dem Lasso umfahren. Die Stafne-Kavität wurde dabei in die Markierung miteinbezogen, um den Knochen unabhängig von der Defektgröße vermessen zu können (siehe Abbildung 16 und 17). Das Foramen mentale liegt i.d.R. im Bereich des zweiten Prämolaren oder etwas davor. Diese von Patient zu Patient bestehende Varianz wurde bei der Messung toleriert, da nur auf diese Weise

30 Material und Methode Seite 31 von 74 unterschiedlich lange Unterkiefer berücksichtigt werden konnten. Hätte man bei allen Patienten die gleiche Anzahl von DVT-Schichten vermessen, wären längere Unterkiefer bis etwa zur Hälfte ausgemessen worden und kürzere Unterkiefer bis zum Bereich der Canini, wodurch nicht vergleichbare Messungen zustande gekommen wären. Das Volumen der Kavitäten wurde mit dem so ermittelten vorhandenen Knochenangebot und dem Alter der Patienten in Beziehung gesetzt. Die Zahlen zur Volumenangabe in der Ausgabe des Moduls „Material Statistics“ beziehen sich immer auf die im Datensatz verwendete Einheit. Jeder Datensatz enthält eine „Voxelsize“, welche im „Crop Editor“ eingesehen und gegebenenfalls geändert werden kann. Alle Messwerkzeuge benutzen die in der Voxelsize gedachte physikalische Einheit, welche bei manchen File-Typen festgelegt ist. So sind Daten im medizinischen DICOM-Format immer in Millimetern "mm" abgelegt, d.h. die angegebenen Volumenangaben sind als Kubikmillimeter zu verstehen. Die Werte werden normalerweise von den DICOM-Daten automatisch eingelesen und müssen vom Benutzer nicht mehr selbst gesetzt werden. Im Modul „Material Statistics“ wird das Volumen des vermessenen Objekts zusätzlich zur Anzahl der Voxel in einer Tabelle ausgegeben.

Abbildung 15: Mit Amira visualisierte Stafne-Kavität im 3D Viewer

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Abbildung 16: Markierung des die Kavität umgebenden Alveolarknochens mit dem Lasso

Abbildung 17: Vermessung des vorhandenen Knochenangebots vom Kondylus bis zum Foramen mentale

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2.5 Verifizierung der Volumenangaben

Zur Validierung der durch die Visualisierung der Objekte in Amira erhaltenen Volumenangaben wurde anhand eines Silikonabdrucks einer Kavität aus dem Zentrum Anatomie der Universität zu Köln (siehe Abbildung 18) ein dreidimen- sionales Modell angefertigt, an dem eine weitere Messung zum Vergleich der ermittelten Volumina durchgeführt werden konnte. Dazu wurde der Stafne-Defekt mit einem A-Silikon (brecision, mono body super-hydro) abgeformt und die linguale Begrenzung des Abdrucks durch einen übergangslosen Schnitt mit einem Skalpell entlang der Mandibula festgelegt. Zur Bestimmung des Volumens der Stafne-Kavität wurde eine Mikroliterspritze mit 50 Mikroliter Wasser gefüllt und der Silikonabdruck wurde in die als Feinmessbecher dienende Mikroliterspritze eingetaucht. Der Anstieg des Wasserstandes war ein Maß für das Volumen des Abdrucks: da ein Mikroliter dem Volumen eines Kubikmillimeters entspricht, konnte das hiermit ermittelte Volumen der Kavität mit der durch Amira erhaltenen Kubikmillimeterangabe verglichen werden.

Abbildung 18: Links: Anatomisches Präparat mit Stafne-Kavität, rechts: Silikonabdruck der Impression

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3 Ergebnis

3.1 Prävalenz der Stafne-Kavitäten

Anhand der Befundung von 1256 DVTs und aus den Untersuchungen der 110 Unterkiefer im Zentrum Anatomie der Universität zu Köln konnte in elf Fällen eine Stafne-Kavität diagnostiziert werden. In einer separaten Studie einer Zahnarztpraxis wurden weitere 500 DVTs befundet. Hierbei wurde kein solcher Nebenbefund detektiert. Aus den insgesamt 1866 untersuchten Fällen ergab sich der Nebenbefund „Stafne-Zyste“ somit bei einem prozentualen Anteil von 0,59%. Unter den 1256 befundeten DVTs, die im Rahmen unserer Studie gezielt auf die Kavitäten untersucht wurden, fiel in neun Fällen eine Knochenkavität auf, was einem Prozentsatz von 0,72% entspricht. Wenn die Möglichkeit einer direkten visuellen Untersuchung der Mandibula gegeben war, wie es bei der Untersuchung der 110 anatomischen Präparate der Fall war, ergab sich mit zwei diagnostizierten Stafne-Kavitäten im Vergleich zu den Ergebnissen die ausschließlich aus der bildgebenden Diagnostik hervorgingen eine mehr als dreifache Prävalenz von 1,82%. Bei einem weiteren Patienten konnte nicht abschließend geklärt werden ob es sich bei dem Befund eines kleinen zirkulär von Knochen umgebenen Defekts um eine Stafne-Kavität handelte. Die radiologische Aufhellung war wie die übrigen Kavitäten von einer Kompaktalamelle umgeben, die linguale Knochenlamelle war jedoch nicht durchbrochen, so dass es sich auch um ein größeres Spongiosaloch handeln könnte (siehe Abbildung 19 und 20). Daher wurde dieser Fall nicht mit in die statistische Auswertung dieser Arbeit mit einbezogen. Ergebnis Seite 35 von 74

Abbildung 19: OPG-Ausschnitt mit zirkulärer Kompaktalamelle ohne deutliche Aufhellung im Kieferwinkelbereich

Abbildung 20: Im DVT fiel bei Navigation durch die einzelnen Schichten aufgrund fehlender Überlagerung eine Aufhellung auf.

Bei Betrachtung der Panorama-Ansicht der DVTs mit diagnostizierter Stafne-Kavität ließ sich bei nur neun der elf Aufnahmen eine eindeutige Aufhellung in dem Bereich erkennen, in welchem bei Navigation durch das Volumen bei allen Patienten eine deutliche Kavität erkennbar wurde. In den beiden anderen Fällen war kein Hinweis auf eine Osteolyse in der Region des Kieferwinkels gegeben. Auch auf OPG- Aufnahmen stellten sich kleinere Kavitäten zwar sichtbar aber unauffällig dar (siehe Abbildung 21).

35 Ergebnis Seite 36 von 74

Abbildung 21: OPG mit einer 32 mm³ großen Stafne-Kavität

3.2 Ausdehnung und Form der Kavitäten

Elf Stafne-Kavitäten konnten anhand eines DVTs auf ihre genaue Ausdehnung und Form untersucht werden. Die einzelnen vermessenen Pseudozysten differierten deutlich untereinander in ihrem Gesamtvolumen (siehe Tabelle 4 und Abbildung 22). Der Mittelwert des Kavitäten-Volumens lag bei 327 mm³ ± 225 mm³.

36 Ergebnis Seite 37 von 74

Tabelle 4: Volumen und Ausdehnung der Stafne-Kavitäten Gesamt- Ant.-post. Cran.-caud. Oro-vestib. Geschlecht volumen Aus- Aus- Aus- dehnung dehnung dehnung Kavität 1 317 mm³ 12,8 mm 7,25 mm 6,76 mm männlich Kavität 2 287 mm³ 12,6 mm 8,7 mm 4,26 mm männlich Kavität 3 659 mm³ 16,05 mm 11,54 mm 5,09 mm männlich Kavität 4 611 mm³ 12,53 mm 10,91 mm 6,73 mm männlich Kavität 5 237 mm³ 9,21 mm 7,4 mm 5 mm männlich Kavität 6 32 mm³ 8,56 mm 3,51 mm 2,7 mm weiblich Kavität 7 368 mm³ 14,35 mm 11,3 mm 4,81 mm männlich Kavität 8 598 mm³ 17,68 mm 11,15 mm 5,73 mm weiblich Kavität 9 324 mm³ 12,94 mm 8,8 mm 4,72 mm männlich Kavität 10 10 mm³ 5,42 mm 3,23 mm 1,4 mm ? (anatom. Präparat) Kavität 11 114 mm³ 7,7 mm 6,5 mm 3,23 mm ? (anatom. Präparat)

37 Ergebnis Seite 38 von 74

Abbildung 22: Volumen der Kavitäten

Mit einem Volumen von 10 mm³ (Kavität 10) und 114 mm³ (Kavität 11) waren zwei kleinere Stafne-Kavitäten auf der Panorama-Ansicht nicht erkennbar. Die größte untersuchte Kavität maß mit 659 mm³ den 66-fachen Umfang der kleinsten Knochenkonkavität und war auch auf zweidimensionalen Panoramaaufnahmen deutlich sichtbar. Kavität 10 war auch im DVT nur bei detaillierter Exploration der ein- zelnen Schichten detektierbar. Größenunabhängig wiesen alle Defekte ihre maxima- le Ausdehnung in anterior-posteriorer Richtung auf (Mittelwert 11,7 mm ± 3,7 mm), so dass in sämtlichen Fällen eine leicht bis ausgeprägt ovale Form gegeben war. Der Mittelwert der cranial-caudalen Ausdehnung lag bei 8,1 mm ± 3,0 mm. Die minimale Ausdehnung lag jeweils in orovestibulärer Richtung (Mittelwert 4,7 mm ± 1,6 mm), wodurch in der Ansicht aus mesialem/ distalem bzw. cranialem/ caudalem Blick- winkel allen Kavitäten eine ovale Form gegeben war (siehe Abbildung 23). In der lateralen Ansicht zeigte sich der kleinste Defekt (Kavität 10) annähernd rund, während die restlichen Pseudozysten in allen Ebenen eine ausgeprägt längliche Form aufwiesen (siehe Abbildung 24 und 25).

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Abbildung 23: Ausdehnung der Kavitäten

Abbildung 24: Kavitätenform in Beziehung zum Volumen

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Kavität 1: Oval

Kavität 2: Oval mit medialer Einziehung

Kavität 3: Oval

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Kavität 4: Oval

Kavität 5: Oval Kavität 6: Oval

Kavität 7: Oval

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Kavität 8: Oval

Kavität 9: Oval

Kavität 10: Rundlich Kavität 11: Oval

Abbildung 25: Form der visualisierten Kavitäten 42 Ergebnis Seite 43 von 74

Von zwei Patienten wurde ein weiteres DVT im zeitlichen Abstand von 12 bzw. 13 Monaten nach der ersten dreidimensionalen Aufnahme angefertigt (Kavität 1A und 1B, Kavität 2A und 2B), sodass die Möglichkeit eines Größen- und Formvergleichs der Defekte gegeben war (siehe Abbildung 26). Auf den zweidimensionalen Panoramaansichten war jeweils keine wesentliche Ausdehnungsdifferenz feststellbar. Das Gesamtvolumen von Kavität 1 wies in der Zweitaufnahme im Vergleich zur Erstaufnahme 4 mm³ weniger auf und differierte somit um 1,2%.

1A)

1B)

Abbildung 26: Im Abstand von 13 Monaten wurde von Kavität 1 ein weiteres DVT aufgenommen welches minimale Differenzen in der Kavitätenform aufwies. Blau (1A): 2007, grün (1B): 2008

Bei der Analyse der anterior-posterioren, orovestibulären und cranial-caudalen Ausdehnung zeigte sich hingegen im zweiten DVT von Kavität 1 ein deutlicher Größenunterschied von bis zu 1,35 mm größerer Abmessung was einer Differenz von 11,8% entspricht. Gemessen wurde jeweils in der Schicht mit der größten Ausdehnung von Kavitätenrand zu Kavitätenrand, sodass die Vermessung der ersten Aufnahme gegebenenfalls in einer anderen Schicht erfolgte als im zweiten DVT (siehe Abbildung 27 und 28).

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Abbildung 27: Differierende Kavitätenform in derselben DVT Schicht im Abstand von 13 Monaten

Abbildung 28: Unterschiedliche Schichten in denen sich im Abstand von 13 Monaten die maximale Ausdehnung in anterior-posteriorer Richtung messen ließ

44 Ergebnis Seite 45 von 74

Bei Kavität 2 ergab die Bestimmung des Gesamtvolumens ein Jahr später eine Größenverringerung um 37 mm³ (-11,4%). Auch die Längenmessung mit dem Programm Galaxis zeigte einen geringeren Wert in der maximalen orovestibulären Ausdehnung der Kavität um 1,79 mm (-29,6%). Die anterior-posteriore Distanz war um 0,46 mm geringer ausgedehnt (-7,7%), und die Messung in cranial-caudaler Richtung zeigte mit 8,7 mm denselben Wert wie im Vorjahr an. Zusätzlich lag vom gleichen Patienten ein OPG vor, das drei Jahre vor der ersten DVT-Aufnahme angefertigt worden war. Beim Vergleich der drei vorliegenden Panoramaansichten war weder in der Größe, der Form, noch in der Lokalisation der Stafne-Kavität ein wesentlicher Unterschied erkennbar. Von Kavität 6 lagen zusätzlich zum DVT zwei OPGs vor, von denen eines sechs Jahre und das andere acht Monate vor der dreidimensionalen Aufnahme angefertigt worden war. Beim Vergleich der Panoramaansichten erscheint die Kavität im zuerst angefertigten OPG größer als in den darauf folgenden Aufnahmen (siehe Abbildung 29). Dasselbe trifft auf Kavität 8 zu, von der ein erstes OPG fünfeinhalb Jahre und ein zweites sechs Monate vor dem DVT aufgenommen wurde.

Abbildung 29: Links: OPG aus dem Jahre 2003, rechts: OPG aus dem Jahre 2009

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3.3 Verifizierung der Volumenangaben

Amira zeigte durch das Modul „Material Statistics“ für Kavität 10 ein Volumen von 10,071 mm³ an. Nach Eintauchen des durch die Silikonabformung erhaltenen 3D- Modells von Kavität 10 in den Feinmessbecher stieg der Wasserstand um eine Mikroliter-Markierung an (siehe Abbildung 30), was einer Volumenzunahme von 10 mm³ entspricht. Somit sind die ermittelten Volumina zueinander konform, was auf eine korrekte Messweise des Computerprogramms schließen lässt.

Abbildung 30: Wasserstand vor und nach Eintauchen des Silikonmodells

3.4 Alter und Geschlecht bei Patienten mit Stafne-Kavitäten-Befund

Alle 1256 in dieser Studie befundeten DVTs setzten sich aus einem Kollektiv aus männlichen und weiblichen Personen im Alter von 4 bis 91 Jahren zusammen. Dabei lag der prozentuale Anteil der Männer bei 51,5% und 48,5% waren Frauen. Die Patienten mit positivem Stafne-Kavitäten-Befund variierten in ihrer Altersgruppe zum Zeitpunkt der Röntgenaufnahme zwischen 46 und 72 Jahren. Das durch- schnittliche Lebensalter lag bei 58,9 Jahren (siehe Abbildung 31). Die Kavitäten wurden bei sieben Männern und zwei weiblichen Personen diagnostiziert. Es 46 Ergebnis Seite 47 von 74 bestand keine Möglichkeit zur Bestimmung von Alter und Geschlecht der beiden anatomischen Präparate. Bei den übrigen Patienten konnte keine Korrelation zwischen dem Lebensalter und dem Kavitätenvolumen festgestellt werden.

Abbildung 31: Deutlicher Peak des Stafne-Kavitäten-Befunds bei Patienten im mittleren Lebensalter

3.5 Zirkuläre Knochenausdehnung

Bei allen elf anhand der dreidimensionalen Bildgebung untersuchten Fällen war die linguale Kompakta der Mandibula durchbrochen, so dass bei äußerlicher Betrach- tung bzw. Palpation eine deutliche Einbuchtung erkennbar war. Im Falle der größten diagnostizierten Kavität (Kavität 3) war neben der oralen Kompakta zusätzlich der bukkale Knochen perforiert, so dass der Defekt in orovestibulärer Richtung maximale Ausmaße angenommen hatte (siehe Abbildung 32 und 33).

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Visualisierter Unterkiefer mit deutlicher Knochenkavität an der lingualen Seite, entstanden durch eine Stafne- Kavität

Visualisierter Unterkiefer mit Durchbrechung der bukkalen Kompakta aufgrund einer Stafne-Kavität

Linguale Ansicht desselben Unterkiefers mit deutlich größerem Defekt als an der bukkalen Seite

Abbildung 32: Ausdehnung der Kavitäten in der Mandibula

48 Ergebnis Seite 49 von 74

Abbildung 33: Fehlende bukkale Knochenlamelle bei Kavität 3

Alle Kavitäten waren an den umschlossenen Flächen von einer zirkulären Kompaktalamelle umgeben, deren Schichtstärke von Patient zu Patient im Bereich von 0,3 mm bis zu 1,4 mm variierte und somit im Röntgenbild als deutliche Abgrenzung zum umgebenden Spongiosagewebe erkennbar war. Der Mittelwert des Knochenangebots cranial der Kavitäten lag bei 17,5 mm ± 5,1 mm, bukkal waren im Durchschnitt noch 3,0 mm ± 2,3 mm vorhanden und caudal der Defekte maß die Knochenlamelle mittelwertig 4,1 mm ± 2,6 mm (siehe Abbildung 34). Bei vier der elf Patienten war sowohl bukkal als auch caudal sämtliche Spongiosa resorbiert, so dass die umgebende Kompaktalamelle übergangslos der äußeren Unterkiefer- kompakta anlag. Die übrigen sieben Kavitäten waren mit Ausnahme der nach lingual offenen Flächen zirkulär von Spongiosa umgeben. Cranial grenzte bei sämtlichen Defekten normale Spongiosa an. Aufgrund fehlender Proportionalität zwischen der Dicke der zirkulären Kompaktalamelle und der Größe der Kavitäten war kein Hinweis auf einen Zusammenhang dieser beiden Komponenten erkennbar. Ebenso wenig ließ sich eine Zusammengehörigkeit zwischen der Defektgröße und dem bukkalen und caudalen Restverbleib von Spongiosa ausmachen, da unter den nur von Spongiosa umgebenen Kavitäten drei klein ausgedehnt waren (Kavität 6, 10 und 11) und eine ein sehr großes Volumen aufwies (Kavität 7). Es konnte keine eindeutige Korrelation zwischen dem vorhandenen Knochenangebot und dem Volumen der Kavitäten festgestellt werden. Zwar zeigte sich bei den beiden kleinsten Hohlräumen auch ein geringeres Knochenangebot (Kavität 6 und Kavität

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10), während die meisten größeren Defekte von einem voluminöseren Alveolarknochen umgeben waren (Kavität 1, 4, 5 und 7), jedoch ließ sich dies nicht mit Regelmäßigkeit auf alle Stafne-Kavitäten projizieren. So war das Knochen- angebot der größten Kavität (Kavität 3) um nur 230 mm³ größer ausgedehnt als das des kleinsten Defekts (Kavität 10).

Abbildung 34: Rest-Knochendicke cranial, caudal und bukkal der Kavitäten

3.6 Lokalisation der Kavitäten

Alle elf Defekte gehörten zum posterioren Typ und lagen somit zwischen dem Kieferwinkel und dem Bereich des ersten Molaren. Fünf Impressionen waren linksseitig und sechs waren rechts ausgebildet. Somit bestand keine deutliche Differenz in der rechts-links-Seitenverteilung. Neun der Kavitäten befanden sich lingual am basalen, posterioren Unterkieferkörper, eine lingual im caudalen Bereich des aufsteigenden Astes, und eine Kavität (Kavität 3) dehnte sich von oral bis vestibulär im caudalen Bereich des Ramus aus, so dass auch die bukkale Kompakta

50 Ergebnis Seite 51 von 74 perforiert war (siehe Abbildung 35 a), b) und c)). Es konnte keine Korrelation zwischen der Defektlokalisation und Bereichen fehlender Bezahnung festgestellt werden (siehe Tabelle 4). Alle Defekte befanden sich unterhalb des Canalis Mandibularis, wobei in fünf Fällen der Nerv direkt oberhalb der Kavität entlang lief, nur durch die den Hohlraum umgebende dünne Kompaktalamelle von diesem getrennt.

a) b)

a) Lokalisation lingual am basalen, posterioren Unterkieferkörper b) Lokalisation lingual an der Basis des aufsteigenden Astes c) ausgeprägte Kavitätenausdehnung mit Perforation der bukkalen Kompakta am aufsteigenden Ast

c)

Abbildung 35: Verschiedene Lokalisationen der Stafne-Kavitäten

51 Ergebnis Seite 52 von 74

Tabelle 4: Bezahnung im Unterkiefer in Beziehung zur Lokalisation der Stafne-Kavitäten

Lokalisation der Kavität Fehlende Zähne im Quadranten der Kavität Kavität 1 links, regio 037 37, 38 fehlen

Kavität 2 rechts, regio 48 46 fehlt, 48 retiniert

Kavität 3 rechts, basal am aufsteigenden vollbezahnt Ast Kavität 4 rechts, regio 47/48 46 fehlt, 48 retiniert

Kavität 5 rechts, regio 47 48 retiniert

Kavität 6 links, regio 37 34, 35, 36, 38 fehlen

Kavität 7 links, regio 37/38 vollbezahnt

Kavität 8 links, regio 038 zahnlos

Kavität 9 rechts, regio 048 46, 48 fehlen

Kavität 10 links, regio 038 38 fehlt

Kavität 11 rechts, mesio-basal am 41, 42, 47, 48 fehlen aufsteigenden Ast

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3.7 Pseudokavitäten

Unter den 1256 im Rahmen dieser Studie befundeten DVTs fiel in acht Fällen eine prägnante Einbuchtung an der lingualen Fläche des posterioren Mandibulakörpers auf, die aufgrund ihrer Form und Lage aber nicht eindeutig als Stafne-Kavität diagnostiziert werden konnte. Die Vertiefungen waren in sechs Fällen sowohl links als auch rechts vorhanden, und sie waren nicht eindeutig unterhalb des Canalis Man- dibularis lokalisiert, sondern verliefen entlang des Nervkanals (siehe Abbildung 36). Beobachtet wurden die Konkavitäten bei sechs männlichen Personen und bei zwei Frauen. Die Visualisierung dieser Einbuchtungen ergab in allen Fällen wie bei der Mehrzahl der Stafne-Kavitäten eine ovale Form, die sich jedoch nicht klar als abrupte Vertiefung vom umgebenden Knochen abgrenzte, sondern sich ohne signifikanten Beginn und Ende in den Knochen einließ und teils spitz auslief. Des Weiteren stellten sich die Einbuchtungen im Vergleich zu den definitiv als Stafne-Kavitäten diagnostizierten Knochenkonkavitäten in vielen Fällen in irregulärer und flacher Form dar (siehe Abbildung 37 und 38).

Abbildung 36: Visualisierte Stafne-ähnliche Kavität mit Lokalisation entlang des Nervkanals

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a) b)

Abbildung 37: a) Visualisierte Knochenkavität, die nicht in ihrer vollen Ausdehnung unterhalb der Nervkanals lokalisiert war. b) Zugehörige DVT-Aufnahme mit deutlich sichtbarer Einbuchtung der Mandibula

a) b)

Abbildung 38: a) Visualisierte Einbuchtung rechts und links an der Mandibula mit flacher, spitz auslaufender Form. b) Zugehörige DVT-Aufnahme mit deutlich sichtbarer Einbuchtung der Mandibula

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4 Diskussion

In dieser Studie wurden anhand einer Befundung von 1256 DVTs und 110 anatomischen Präparaten elf Stafne-Kavitäten detektiert und in ihrer Form und Ausdehnung untersucht. Aufgrund der geringen ermittelten Fallzahl können die hier erzielten Ergebnisse nicht als repräsentativer Querschnitt aller Stafne-Defekte angesehen werden. Sie sollen vielmehr dazu dienen Tendenzen aufzuzeigen.

4.1 Prävalenz und Diagnostik der Stafne-Kavitäten

Die Diagnostik einer Vielzahl zahnärztlich-chirurgischer Krankheitsbilder erfordert eine röntgenologische Bildgebung in mehr als zwei Ebenen, um die betreffende Region (ROI = region of interest) aussagekräftig darstellen zu können(26, 27). So werden durch die überlagernde Darstellung der OPG kleinere pathologische Strukturen nur bedingt dargestellt(28, 34, 41). Im Rahmen dieser Dissertation wurden sowohl DVTs als auch anatomische Präparate speziell auf Stafne-Kavitäten untersucht, wobei sich jeweils eine höhere Prävalenz der Knochendefekte ergab, als in den meisten Veröffentlichungen angegeben wird. Da nur neun der elf Pseudozysten bereits auf der Panoramaansicht des DVTs deutlich erkennbar waren und in den anderen beiden Fällen keinerlei Aufhellung im Bereich des Kieferwinkels erkennbar war, liegt der Schluss nahe, dass auch Stafne-Kavitäten auf zweidimensionalen Aufnahmen häufig übersehen werden. Zudem stellte sich ein Knochendefekt, der aufgrund seiner intakten lingualen Kortikalis nicht eindeutig als Stafne-Kavität identifiziert werden konnte, weder auf einer OPG- noch auf einer Panorama-Aufnahme dar. Dies erweitert zum einen die These von Philipsen et al., die bereits aufgrund der ausbleibenden Darstellung des Angulus mandibulae auf intraoralen Aufnahmen eine höhere Prävalenz vermuteten(59), um die Tatsache, dass die Defekte auch auf zwei- dimensionalen extraoralen Röntgenbildern übersehen werden können, und dass die Kavitäten häufig nur anhand dreidimensionaler Aufnahmen präzise darstellbar sind. Selbst anhand einer dritten Ebene sind sehr kleine Kavitäten nur bei exakter Explo- ration der einzelnen Schichten erkennbar, was durch die 10 mm³ große Kavität 10 Diskussion Seite 56 von 74 verdeutlicht wurde, die nur durch präzise Navigation durch die einzelnen Schichten auffindbar war; ohne gezielte Suche wäre sie leicht übersehen worden. Die in dieser Arbeit ermittelte Prävalenz von 0,59% bezogen auf die Gesamtzahl von 1866 befundeten DVTs, von denen 500 nicht explizit auf Stafne-Kavitäten untersucht wurden, liegt nur geringfügig höher als der in der Literatur angegebene Wert von 0,10% bis 0,48%(14, 31, 43, 69, 84) und ist somit mit den Ergebnissen bisheriger Studien annähernd konform. Betrachtet man ausschließlich die 1366 Fälle, in denen speziell nach den Kavitäten gesucht wurde, steigt die Prävalenz auf 0,81% an. Sie wird weiter übertroffen von 1,82% sobald eine direkte Untersuchungsmöglichkeit der Kiefer gegeben war. Der letzte Wert korreliert mit den Resultaten archäologischer Studien, welche ein Auftreten von Stafne-Kavitäten bei 0,66%(71) bis 6,06%(20) der untersuchten Präparate ergaben. Aus den obigen Ergebnissen wird die Annahme bekräftigt, dass die Prävalenz der Stafne-Kavitäten höher liegt als der in den meisten Veröffentlichungen angegebene Wert von 0,10% bis 0,48%(14, 31, 43, 69, 84), und dass die Hohlräume insbesondere auf zweidimensionalen, aber auch auf dreidimensionalen Röntgen- aufnahmen des Öfteren nicht erkannt werden. Nur Studien an archäologischen oder anatomischen Präparaten gewährleisten, dass nahezu keine Läsion übersehen wird(59). Aufgrund ihrer Symptomlosigkeit werden Stafne-Kavitäten häufig auf OPG- Aufnahmen als Zufallsbefund detektiert(59). Ist anhand der zweidimensionalen Abbildung eine therapiebedürftige Differentialdiagnose nicht auszuschließen, bleiben zur Diagnosesicherung die Möglichkeiten von DVT-, CT- oder MRT-Aufnahmen, Sialographien, das Nehmen einer Biopsie oder ein invasives chirurgisches Vorgehen. Letzteres hat den Vorteil, dass sowohl eine genaue Exploration der Kavität als auch eine histologische Untersuchung des Inhalts möglich ist. Dadurch können mit maximaler Sicherheit pathologische Prozesse wie echte Zysten oder maligne Strukturen wie Metastasen oder ein Primärtumor ausgeschlossen werden. In Verbindung mit einer Stafne-Kavität ist in der Literatur nur ein Fall eines Tumors beschrieben. Hierbei verursachte möglicherweise der Druck des zunehmend wachsenden pleomorphen Adenoms eine Knochenresorption(78). Der ohnehin benigne Tumor wurde aufgrund einer für das pleomorphe Adenom typischen derben, knotigen, verschieblichen Schwellung entdeckt und hätte sich ohne das Vorhandensein der Stafne-Kavität vermutlich nicht anders entwickelt. Somit besteht

56 Diskussion Seite 57 von 74 bei Abwesenheit klinischer Symptome nie die Indikation zur rein prophylaktischen chirurgischen Intervention an einer Stafne-Kavität(5, 80). Bei der anterioren Variante der Stafne-Kavitäten kann die Lokalisation unterhalb des Canalis mandibularis nicht als Indiz für eine nicht odontogene Ursache dienen, weshalb die Differentialdiagnose in diesem Fall häufig schwieriger zu stellen ist(15). Eine echte Zyste kann schon durch eine weniger invasive Biopsie ausgeschlossen werden(88). Nahezu jede odontogene Ursache lässt sich jedoch einfacher durch eine dreidimensionale Bildgebung ausschließen. Zum einen erkennt man hierbei aufgrund der fehlenden Überlagerung, ob eine Beziehung zum Zahnsystem besteht, und zum anderen lässt die i.d.R vorhandene deutliche Durchbrechung der lingualen Kompakta, welche typisch ist für eine Stafne-Kavität, eine echte Zyste oder ein Ameloblastom ausschließen. Auch lange nach Einführung der DVT in die Zahnheilkunde wird in der Literatur noch häufig die CT zur Diagnosesicherung empfohlen(47, 62, 77). „Die CT gilt derzeit als Methode der Wahl zur Diagnosesicherung, da durch sie die genaue Lokalisation der Läsion und die Durchgängigkeit der lingualen Kortikalis geprüft werden kann. Dies sind essentielle Punkte, die zum Ausschluss pathologischer Prozesse wie apikaler oder residualer Zysten, fibröser Dysplasien, traumatischer Knochenzysten u. a. führen”(62). All diese Vorteile bietet auch die DVT in Verbindung mit deutlich weniger Strahlenbelastung. Vermutlich ist aufgrund der geringen Anzahl laufender Studien zum Thema der Stafne-Kavitäten die DVT im Zusammenhang mit der Diagnose- sicherung der Pseudozysten in der Literatur noch nicht erwähnt. In der Praxis wird sie sicher zunehmend angewandt und sollte inzwischen als Mittel der Wahl angesehen werden, falls zweidimensionale Aufnahmen keine eindeutige Diagnose zulassen.

4.2 Ausdehnung und Form der Kavitäten in der Mandibula

Es konnte keine signifikante Korrelation zwischen dem vorhandenen Knochenangebot und dem jeweils durch die Stafne-Kavitäten eingenommenen Volumen festgestellt werden. Unsere Vermutung, dass bei voluminöseren Unterkiefern aufgrund eines größeren Spongiosaanteils leichter eine ausgedehnte Knochenresorption als bei kleinerem Knochenangebot stattfinden könnte, war somit

57 Diskussion Seite 58 von 74 nicht mit Sicherheit zu bestätigen. Zu diskutieren ist in diesem Zusammenhang die Methode der Vermessung des Alveolarknochens. Da die Messung jeweils im Bereich zwischen Kondylus und Foramen mentale erfolgte, wurde aufgrund der individuellen Lage des Nervenaustrittspunktes bei jedem Patienten ein unterschiedlich langer Bereich des Unterkiefers vermessen. Ein größerer Messfehler wäre aber aufgetreten, wenn man stattdessen bei jedem Patienten dieselbe Anzahl an DVT-Schichten vermessen hätte. Dadurch wäre bei kürzeren Unterkiefern ein größerer Anteil vermessen worden als bei längeren Unterkiefern. Die optimale Methode zur Ermittlung des Knochenangebotes schien somit in der Vermessung der kompletten Mandibula zu liegen. Da es sich bei allen Stafne-Kavitäten dieser Studie aber um den posterioren Typ handelte, interessierte insbesondere das Knochenangebot im posterioren Bereich der Mandibula. Zudem hätte ein prominentes Kinn eines ansonsten atrophen Kiefers wieder die Ergebnisse verfälschen können. Unsere untersuchten Fälle zeigten zwar die Tendenz, dass kleinere Kavitäten von wenig und einige größere Kavitäten von mehr Alveolarknochen umgeben waren, eine Allgemeingültigkeit dieses Zusammenhangs kann allerdings nur anhand weiterer Studien mit einer größeren Fallzahl bestätigt werden. Optimal wäre hierbei die Vermessung einer bestimmten Länge der Mandibula archäologischer oder anatomischer Präparate mit Stafne-Kavität. Hierbei könnte man beispielsweise vom Kondylus ausgehend 5 cm nach anterior eine Metallkugel anbringen, die im DVT als Begrenzung zur Messung dienen würde. Im Falle einer bestätigten positiven Korrelation könnten daraus auch Hinweise für einen möglichen Zusammenhang zwischen dem häufig zierlicheren Kieferknochen des weiblichen Geschlechts und einem daher selteneren Auftreten der Knochenkonkavitäten bei Frauen gefunden werden. Die auch als „statische“ Knochenhöhlen(53, 62) bezeichneten Defekte gelten allgemein als unveränderlich in ihrer Form und Größe(15). Dass sie mit einem deutlichen Peak im mittleren Lebensalter auftreten(12, 47, 59), könnte ein Hinweis darauf sein, dass sie sich mit zunehmendem Alter zurückbilden. Anhand der beiden Patienten (Kavität 1 und Kavität 2), von denen konsekutiv im Abstand von 12 bzw. 13 Monaten ein weiteres DVT aufgenommen wurde, konnte ermittelt werden, dass in der Ausdehnung des Hohlraums Veränderungen um mehrere Millimeter stattgefunden haben. Die Gesamtvolumendifferenz von 4 mm³ (1,2%) bzw. 27 mm³ (11,4%) kann auf einen Messfehler zurückzuführen sein, da bei der Visualisierung

58 Diskussion Seite 59 von 74 mit dem Programm Amira die Linie an den nach lingual offenen Kavitäten frei eingezeichnet werden muss und somit variieren kann. Die anhand der Längenmessungen mit dem dimensionstreuen Programm Galaxis(79) ermittelten Ausdehnungsdifferenzen von - je nach Schicht - bis zu 1,35 mm (11,8%) bei Kavität 1 und bis zu 1,79 mm (29,6%) bei Kavität 2, welche sich im Abstand der 12 bzw. 13 Monate messen ließen, beweisen jedoch zeitliche Formveränderungen innerhalb der Kavitäten. Möglicherweise sind diese auf regulär ständig stattfindende Umbauvorgänge des Knochens zurückzuführen, welche offensichtlich auch die Defekte miteinbeziehen. Als weitere mögliche Ursache für die Größenveränderungen ist die Option in Betracht zu ziehen, dass die Pseudozysten sich entgegen bisheriger Beobachtungen in ihrer Ausdehnung nicht statisch verhalten. Die ursprüngliche Theorie einer konnatalen Ätiogenese(82) wurde bereits im Jahre 1967 von Stafne selbst widerlegt(86) und gilt heute als unwahrscheinlich. Wenige Fälle der Entwicklung einer Stafne-Kavität sind anhand radiologischer Aufnahmen in der Literatur dokumentiert(86, 94). Die Ursache weshalb die Kavitäten nur selten bei jüngeren Patienten beobachtet werden, ist also darin zu sehen, dass sie sich erst im Laufe des Lebens entwickeln, vermutlich ausgelöst durch eine von den großen Speicheldrüsen herrührende Druckatrophie. Bisher geht man davon aus, dass nach abgeschlossener Entwicklung die Kavitäten ein Leben lang in derselben Form und Größe bestehen bleiben (15, 59, 62, 88). „It is now established that such defects are nonprogressive“(15). Aus welchem Grund die Knochenhohlräume genauso selten bei Patienten diagnostiziert werden, die das mittlere Lebensalter deutlich überschritten haben, bleibt jedoch offen. Smith et al. beschreiben den einzigen bekannten Fall in dem sich über acht Jahre hinweg eine deutliche Rückbildung einer Stafne-Kavität zeigte. Sie sehen diese Beobachtung als Einzelfall an und gehen weiter von einer statischen Natur der Kavitäten aus(81). Die Ergebnisse unserer Studie zeigen bei den im zeitlichen Abstand von 12 bzw. 13 Monaten aufgenommenen DVTs von Kavität 1 und Kavität 2 ebenfalls eine Größenveränderung. Ebenso scheinen Kavität 6 und Kavität 8 nicht ganz statisch zu sein, was sich jedoch anhand der zum Vergleich vorliegenden zweidimensionalen OPG-Aufnahmen nicht gesichert fest- stellen lässt. Die Resultate bisheriger Follow-up Studien, die alle anhand zweidimensionaler Röntgenaufnahmen durchgeführt wurden, ergaben nach mehrjähriger Beobachtung alle keine Größenveränderungen(59, 62, 82). Aufgrund der Überlagerung bei OPG-

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Aufnahmen und der variierenden Vergrößerung bei dieser Röntgentechnik können aber nur deutliche Entwicklungen erkannt und kleinste Veränderungen nicht beurteilt werden. Daher liegt die Vermutung nahe, dass die in unserer Studie beobachteten Veränderungen in der Längenmessung der beiden Kavitäten mit vorliegendem Zweit- DVT von bis zu 1,35 mm (11,8%) bzw. 1,79 mm (29,6%) kein Einzelfall sind. Bisher existieren aber noch keine weiteren Studien die diese Resultate bestätigen könnten. Weiter wäre zur Validierung unserer Ergebnisse eine verlängerte zeitliche Distanz zu weiteren radiologischen Aufnahmen von Kavität 1 und Kavität 2 sinnvoll, da die Zweit-DVTs im Abstand von nur ca. einem Jahr aufgenommen worden sind. Die in vielen Studien beobachtete Tatsache, dass Stafne-Kavitäten vorwiegend bei Patienten im mittleren Lebensalter zu beobachten sind und sehr viel seltener bei Patienten höheren Alters(59), bestärkt in Kombination mit den Ergebnissen unserer Studie, die trotz der geringen zeitlichen Distanz Größenveränderungen innerhalb der Kavitäten zeigten, unsere Vermutung, dass Stafne-Kavitäten nicht ganz statisch sind und sich evt. im Alter wieder zurückbilden. Kavität 6 und Kavität 8 können dazu nicht beweisend dienen, da hier zum Vergleich der anhand des DVTs ermittelten Volumina nur jeweils zwei OPG-Aufnahmen vorlagen. Zwar erschien in beiden Fällen der Defekt auf dem ersten OPG größer als auf dem jeweils fünf Jahre später aufgenommenen Orthopantomogramm und auf der sechs bzw. fünfeinhalb Jahre später aufgenommenen Panoramaansicht des DVTs, jedoch ist auch hier neben der Überlagerung insbesondere der variierende Vergrößerungsfaktor des OPGs von ca. 20% zu berücksichtigen, welcher ein möglicher Grund für die vergrößerte Erscheinung der Aufhellung sein könnte. Somit kann weder ausgeschlossen werden, dass sich Kavität 6 und Kavität 8 statisch verhalten, noch kann definitiv bestätigt werden, dass über die Jahre hinweg Größenentwicklungen stattgefunden haben. Dasselbe gilt für das zusätzlich zum zweiten DVT vorliegende OPG von Kavität 2, welches drei Jahre vor der ersten dreidimensionalen Aufnahme angefertigt wurde. Da in diesem Fall nur ein OPG und zwei DVTs vorlagen, ließen sich die Aufnahmen aufgrund der vorhandenen Vergrößerung des Orthopantomogramms und der Dimensionstreue des digitalen Volumentomographen schlecht miteinander vergleichen. Die Tatsache, dass auf dem OPG im Vergleich zu den Panoramaansichten der beiden später aufgenommenen DVTs keine Größen- oder Formveränderung ausgemacht werden konnte, kann evt. aufgetretene Veränderungen somit nicht ausschließen. Als gesichert können jedoch

60 Diskussion Seite 61 von 74 die vorhandenen Veränderungen bei der Analyse der beiden im Abstand von einem Jahr aufgenommenen DVTs gesehen werden, da bei dieser Technik optimale Kollationsmöglichkeiten bestehen. Beim Vergleich aller elf Kavitäten in ihrer Form und Größe zeigte sich eine rundliche Darstellung des kleinsten Defekts, während sich ausgedehntere Hohlräume oval darstellten. Sehr großen Stafne-Kavitäten ist die Möglichkeit, sich komplett in runder Gestalt auszubilden, aufgrund der anatomischen Begrenzung nach cranial durch den Canalis mandibularis erschwert. Vermutlich wird der Knochen nach dem Prinzip des geringsten Widerstands zunächst in anterior-posteriorer Richtung resorbiert, bevor die harte bukkale äußere Kompakta in den Defekt miteinbezogen wird. Nur die größte diagnostizierte Kavität, die im Verhältnis von einem geringen Knochenangebot umgeben war, hatte die bukkale Kompakta durchbrochen und war oval geformt. Tsui und Chan berichten über einen Fall, bei dem die bukkale Knochenlamelle hervorstand und somit von vestibulär als Ausstülpung palpierbar war. Ein Fall von einer Stafne-Kavität, die die bukkale Kompakta durchbrochen hat, ist in der Literatur bislang noch nicht beschrieben. Oikarinen und Julku beobachteten in einer Untersuchung von zehn Stafne-Kavitäten die größten Impressionen bei den ältesten Individuen(54). Dieses Resultat konnte in unserer Studie nicht bestätigt werden, da zwar der älteste Patient mit 72 Jahren den zweitgrößten Defekt aufwies, die größte Kavität jedoch bei der jüngsten Person im Alter von 46 Jahren diagnostiziert wurde. Auch bei den übrigen Fällen ließ sich keine Korrelation zwischen Lebensalter und Kavitätenvolumen feststellen. Die Lokalisation der Kavitäten scheint nicht mit Bereichen fehlender Bezahnung zu korrelieren, schließlich ist nach dem Zahnverlust vorrangig der Knochen oberhalb des Canalis mandibularis von der Atrophie betroffen und weniger der Bereich darunter, in dem die Defekte auftreten.

4.3 Atiogenese der Stafne-Kavitäten

Seit Fordyce im Jahre 1956 von zwei Fällen berichtete, bei denen er anhand einer Biopsie Gewebe der Glandula submandibularis in den bis dahin als konnatal angesehenen Stafne-„Zysten“ festgestellt hatte(21), wurde seine Entdeckung durch viele weitere Autoren bestätigt, die die Intrusion von Speicheldrüsengewebe durch

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Biopsien(70, 88), Sialographien(56), CT-(5) oder MRT-Aufnahmen(11, 30) bestätigten. Die meisten Autoren gehen heute davon aus, dass sich der Defekt aufgrund einer Druckatrophie durch die großen Speicheldrüsen bildet(77). Die Ursache für die Entstehung dieses erhöhten Drucks ist bis heute ungeklärt. In der Literatur existieren zwei logisch erscheinende Erklärungen für dieses Phänomen. Zum einen könnte eine Hypertrophie bzw. eine Hyperplasie der Glandula submandibularis einen erhöhten Druck bewirken(59). Zum anderen könnte die Ursache in einer Dislokation der Glandula liegen. Durch die Verlagerung der Drüse würde sie dem Knochen direkt anliegen und wäre nicht mehr durch den Muskulus mylohyoideus von diesem getrennt, was ebenfalls zu einer erhöhten Druckeinwirkung führen könnte(77). Dennoch wird nicht von allen Autoren die Ursache für Stafne-Kavitäten in den großen Speicheldrüsen gesehen. Es sind Fälle beschrieben, in denen bei durchgeführten Biopsien oder CT- und MRT-Untersuchungen nicht Speicheldrüsengewebe, sondern dilatierte Blutgefäße vorgefunden wurden(47). Somit könnte die Ursache auch in einem Aneurysma beispielsweise der Arteria facialis liegen, welches eine Druck- atrophie auf den benachbarten Knochen bewirken könnte. In anderen Biopsien wurde neben Blutgefäßen auch Fettgewebe(15), Muskel(57) oder eine leere Knochenhöhle vorgefunden(22, 59, 68, 85). Als mögliche Erklärung für die verschiedenen Resultate bezüglich des Inhalts der Kavitäten kann eine versehentliche Mobilisation des Speicheldrüsengewebes in den Kavitäten durch den Chirurgen gesehen werden. Dabei könnte entweder eine leere Kavität vorgefunden werden, oder versehentlich eine Biopsie der benachbarten Blutgefäße, des Fett- oder des Muskelgewebes genommen werden, welches dann als Inhalt der Stafne-Kavität angesehen wird(59). Zudem wurde in der Mehrzahl der untersuchten Fälle Speicheldrüsengewebe in den Kavitäten gefunden, weshalb die Ätiogenesetheorie durch erweiterte Blutgefäße fraglich bleibt und als Ursache eine Druckatrophie durch eine der großen Speicheldrüsen wahrscheinlicher ist.

4.4 Fragliche Stafne-Kavitäten-Befunde

In unserer Studie wurde ein Fall eines Knochendefekts nicht in die statistische Auswertung mit einbezogen, da er aufgrund seiner intakten lingualen

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Knochenlamelle nicht eindeutig als Stafne-Kavität identifiziert werden konnte. Ausgehend von der Theorie, dass die Defekte durch eine Druckatrophie der großen Speicheldrüsen entstehen, scheint es unwahrscheinlich, dass sich ein solcher Defekt hinter einer unversehrten lingualen Kompakta ausbilden kann. Dennoch sind solche Fälle in der Literatur beschrieben(2, 9, 15). Bouquot et al. bieten durch die Ergebnisse ihrer Studie, in denen sie embryonale Reste von Speicheldrüsen in Knochenproben gefunden haben, eine Erklärung für dieses Phänomen(9). Sollte es sich im Falle unseres Knochendefektes ebenfalls um eine zirkulär von Knochen umgebene Stafne-Kavität handeln, würde dies für eine insgesamt weit höhere Prävalenz der Stafne-Defekte sprechen, weil solche kleineren Hohlräume aufgrund der intakten lingualen Kompakta auf dem OPG wegen der Überlagerung schwieriger erkennbar sind. Der bei unserer Untersuchung aufgefallene zirkulär von Knochen umgebene Hohlraum fiel im OPG durch eine dünne Kompaktaumrandung auf. Der Defekt hatte ein Volumen von 12 mm³ und war somit 2 mm³ größer als die kleinste in unserer Studie aufgefallene Stafne-Kavität. Die weiter im Rahmen der Befundung aufgefallenen acht prägnanten Einbuchtungen an der Mandibula, die in ihrer Form und in der Lokalisation den Stafne-Kavitäten ähnelten, konnten keinem anderen Nebenbefund zugeordnet werden. Auch hier fiel auf, dass deutlich mehr Männer als Frauen betroffen waren. Das häufige beidseitige Auftreten und die Tatsache, dass die Kavitäten nicht in allen Fällen streng unterhalb des Nervkanals lagen, sondern teils an diesem entlang liefen, deutet nicht auf die Diagnose einer Stafne-Kavität. Wahrscheinlicher erscheint eine ausgeprägte Form der Linea Mylohyoidea.

4.5 Nomenklatur

Der in der Literatur häufig angewandte Begriff Stafne-„Zyste“ spiegelt das Erscheinungsbild der Defekte auf radiologischen Aufnahmen wieder. Charakteristische Merkmale von Zysten sind ein breiig- oder flüssigkeitsgefüllter Hohlraum, eine epitheliale Auskleidung und ein verdrängendes Wachstum(74). Keine dieser Eigenschaften trifft auf die erstmalig von Stafne beschriebenen Defekte zu. Der Begriff Stafne-„Zyste“ weist zudem fälschlicherweise auf eine pathologische

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Natur der Läsionen hin. Dadurch könnten Zahnärzte veranlasst werden eine inkorrekte Therapieform des seltenen Nebenbefunds zu wählen. Neben dem Begriff Stafne-„Zyste“ wird in der Literatur eine Vielzahl von Begriffen zur Beschreibung der asymptomatischen Aufhellungen unterhalb des Nervkanals verwendet. Darunter finden sich auch zahlreiche komplexe Ausdrücke, die die Natur der Defekte charakterisieren sollen, wie „latente idiopatische statische Knochen- höhle“, „entwicklungsbedingter Knochendefekt der Mandibula“, „linguale Unterkiefer- Speicheldrüsendepression“, „lingualer kortikaler Unterkiefer-Knochendefekt“ oder Kombinationen dieser Begriffe(11, 74). Um den in der Literatur gefestigten Namen des initialen Beschreibers beizubehalten, und um die anatomische Struktur der Defekte zu berücksichtigen, wurde in dieser Arbeit vorwiegend der Begriff Stafne-Kavität verwendet. Komplexe Bezeichnungen oder eine Deutung der ohnehin nicht vollständig geklärten Ätiogenese sollen dadurch vermieden werden.

4.6 Schlussfolgerung

Durch die stetige Verbreitung der DVT in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde werden wegen der damit möglichen sehr detaillierten Darstellung ohne Überlagerung immer häufiger Nebenbefunde detektiert. So wurde auch in unserer Studie zur volumetrischen Ausdehnung der Stafne-Kavitäten eine im Vergleich zu anderen Quellen erhöhte Prävalenz der Kavitäten festgestellt. Dies lässt sich zum einen dadurch erklären, dass kleinste Defekte auf zweidimensionalen Aufnahmen gelegentlich nicht dargestellt werden. Zum anderen besteht aber auch bei DVT- Aufnahmen, in denen nicht gezielt in jeder einzelnen Schicht nach einer Kavität gesucht wird, durchaus die Möglichkeit, dass diese übersehen werden. Die DVT bietet die Möglichkeit der exakten räumlichen Beschreibung jeglicher Strukturen. Eine Korrelation zwischen dem Volumen der Hohlräume und dem Patientenalter scheint nicht zu bestehen. Für die weiteren Verlaufskontrollen sollten besonders bei den Kavitäten mit einer geringen Ausdehnung die Konfigurationsänderungen in den Folgejahren beobachtet werden.

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5 Zusammenfassung

Stafne-Kavitäten, die sich nach den meisten Literaturquellen vermutlich aufgrund einer von den großen Speicheldrüsen ausgehenden Druckatrophie entwickeln, weisen nach ihrer Entdeckung normalerweise über die Jahre hinweg weder in ihrer Größe noch in ihrer Form Veränderungen auf. Diese Strukturveränderungen werden meistens als Zufallsbefunde auf Röntgenübersichtsaufnahmen entdeckt, ohne dass die räumliche Ausdehnung genau bestimmt werden kann. In dieser Studie wurden im Rahmen einer Befundung von 1256 DVT-Aufnahmen sowie einer Untersuchung von 110 anatomischen Präparaten elf Stafne-Kavitäten detektiert, anhand derer Rückschlüsse über die Häufigkeit und die volumetrische Ausdehnung der Kavitäten gezogen wurden. Anhand des 3D-Visualisierungsprogramms Amira wurden die detektierten Kavitäten auf ihre volumetrische Ausdehnung untersucht und mit dem vorhandenen Knochen- angebot sowie dem Patientenalter in Beziehung gesetzt. Hierbei war keine ge- sicherte Korrelation der verglichenen Parameter feststellbar, und somit konnte die These nicht eindeutig bestätigt werden, dass sich in einer voluminöseren Mandibula aufgrund des erhöhten atrophieanfälligen Spongiosaanteils größere Kavitäten ausbilden. Von zwei Patienten lag neben der dreidimensionalen Erstaufnahme zur Verlaufs- kontrolle jeweils ein zweites DVT vor. Die Dimensionsänderungen in einem Zeitraum von jeweils ca. einem Jahr lagen jedoch innerhalb der Abweichung der Mess- genauigkeit. Der mit einer Prävalenz von 0,10% bis 0,48% als selten geltender Nebenbefund wurde in unserer Untersuchung mit 0,81% erhoben. Die Ursache ist vermutlich darin zu sehen, dass kleinere Defekte auf konventionellen radiologischen Aufnahmen ohne gezielte Suche häufig übersehen werden oder sich nicht darstellen. Zusammenfassend zeigt sich, dass Stafne-Kavitäten sich bei der Anwendung der dreidimensionalen Diagnostik häufiger als bisher darstellen. Besonders interessant wird die mehrjährige Verlaufskontrolle bei kleinen Stafne-Kavitäten sein, ob sich hier eine Größenzunahme zeigen wird. Seite 66 von 74

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7 Anhang Anhang Seite 72 von 74

Radiologischer DVT-Befund

Aufnahmedatum: Befunder:______Bearbeitungsdatum: Patientenname:______Geburtsdatum(Alter): Geschlecht: Weiblich Männlich

• Rechtfertigende Indikation

Verdacht auf Fraktur Erkrankungen der Kieferhöhle Zahnlage Präoperative Befundung Postoperative Befundung Gewebsveränderungen Entwicklungsstörungen Sonstige:______Hauptbefunde:______

Nebenbefunde: SKELETTAL

R L R L R L R L R L R L R L Perforation Strukturveränderung exogen [mm] Strukturveränderung endogen [mm] Kontinuitäts- unterbrechung Kieferwachstums- anomalie Formveränderungen/ Anzahl Septen* Staphnezyste Regio Kiefergelenk aufsteigender UK-Basis Nasenboden Orbitarand Jochbein Sinus Ast * 0 =ohne Befund, 1-4 Anzahl Septen 5 = Polopy/Mucocele, 6 teilweise belüftet mit Spiegel, 7 teilweise belüftet ohne Spiegel, 8 ohne Belüftung, 9 Hyperplasie

72 Anhang Seite 73 von 74

DENTOGEN: horizontaler K-abbau [CAWOOD 1-6 ] Aufhellung/ Verschattung Status Wurzelfüllung Status Röntgendichte Restauration Status Fehlende Zähne Karies 18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28 48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38 Karies Status Fehlende Zähne Status Röntgendichte Restauration Status Wurzelfüllung Aufhellung/ Verschattung horizontaler K-abbau [CAWOOD 1-6 ]

Sialolithiasis

[CAWOOD]: Klasse 1: bezahnter Kiefer • Klasse 2: Extraktionsalveole post extraktionem • Klasse 3: hoher und breiter Alveolarkamm, konvex abgerundet • Klasse 4: hoher und schmaler Alveolarkamm, grateartig • Klasse 5: niedriger und schmaler Alveolarkamm, atrophiert und abgerundet • Klasse 6: Mulde, hochgradig atrophiert und konkav

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8 Lebenslauf

PERSÖNLICHE DATEN Name: Lea Marie Kaiser Geburtsdatum: 21. Februar 1984 Geburtsort: Heidelberg Staatsangehörigkeit: deutsch Eltern: Gerhard Kaiser, Diplom-Ingenieur Josephina Kaiser-Heinstein, Museumspädagogin

SCHULBILDUNG 1990-1994: Fröbel-Grundschule, Heidelberg 1994-2003: Elisabeth-von-Thadden-Gymnasium, Heidelberg

HOCHSCHULAUSBILDUNG Oktober 2004 – Dezember 2009: Studium der Zahnmedizin an der Universität zu Köln

BESCHÄFTIGUNG 06. April 2010 – heute Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der vorklinischen Abteilung der Universitätsklinik zu Köln

Köln, 04.07.2010

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