Variación de patrones morfológicos craneofaciales en relaciones esqueléticas Clase I, II y III / Variation of craniofacial morphological patterns in Class I, II, and III skeletal relationships

RESUMEN

Introducción: tradicionalmente, los estudios de variaciones morfológicas de componentes craneofaciales para clasificar relaciones esqueléticas han considerado análisis univariados y multivariados mediante variables como distancias, ángulos y planos referenciales. Sin embargo, estos métodos no explican cambios generales de forma y proporcionan una descripción parcial y localizada de estas relaciones. En tanto, los métodos basados en Morfometría Geométrica (MG) en dos o tres dimensiones (2D o 3D,) permiten una comprensión detallada y un examen más sensible de variables. El objetivo fue identificar la variación de patrones morfológicos de la estructura CraneofacialGeneral(CFG) en relaciones esqueléticas I, II y III, utilizando MG-2D. Métodos: se hizo un estudio prospectivo mediante muestreo no probabilístico. Se tomaron 272 radiografías laterales de cráneo (140 hombres/132 mujeres) de individuos colombianos entre 17 y 25 años, y se determinó el error intraexaminador considerando la prueba F-ANOVA como estadístico de prueba. Se hizo Análisis Generalizado de Procrustes (AGP) y detección de datos atípicos por Cuantil Adaptativo. La variación en tamaño se analizó con prueba Kruskal-Wallis, considerando la matriz de Tamaño Centroide (CS) y las diferencias conformacionales con MANOVA. La identificación de patrones craneofaciales se determinó mediante Análisis de Componentes Principales (ACP) y Conglomerados/K-medias. Resultados: en la estructura CFG se encontraron diferencias conformacionales y una capacidad de buena clasificación del 89% (Clase I), 89% (Clase II) y 91% (Clase III). Se identificaron cuatro patrones craneofaciales; tres evidenciaron relaciones esqueléticas clásicas, y el otro identificó un nuevo grupo combinado de Clase I/II. Conclusiones: las diferencias morfológicas en los cuatro patrones identificados fueron evidentes, la MG permitió una visualización explicativa de patrones de variación morfológica, localizando sitios reales en donde ocurren cambios en tamaño y conformación.

ABSTRACT

Introduction: the studies on morphological variations of craniofacial components to classify skeletal relationships have traditionally included univariate and multivariate analysis using variables such as distances, angles, and reference planes. However, these methods fail to explain general changes in shape and provide partial localized descriptions of these relationships. Whereas methods using two- or threedimensional (2D or 3D) Geometric Morphometrics (GM) allow a detailed understanding and a more sensitive test of variables. The objective of this study was to identify morphological pattern variations of the Overall Craniofacial Structure (OCS) in skeletal relationships I, II, and III using GM-2D. Methods: this was a prospective study using non-probability sampling. It implied taking 272 lateral radiographs of the head of Colombian individuals (140 males/132 females) aged 17 to 25 years, determining intra-examiner error and using F-ANOVA as statistic test. Generalized Procrustes Analysis (GPA) was conducted as well as atypical data detection by Adaptive Quantile. Size variation was analyzed by the Kruskal-Wallis test considering Centroid Size matrix (CS) and conformational differences were analyzed with MANOVA. Craniofacial patterns were identified by Principal Components Analysis (PCA) and K-means/cluster. Results: the OCS showed conformational differences and a good classification capacity of 89% (Class I), 89% (Class II), and 91% (Class III). Four craniofacial patterns were identified; three of them showed typical skeletal relationships and the other pointed out to a new Class I/II combined group. Conclusions: the morphological differences in the four identified patterns were evident; GM allowed an explanatory display of morphological variation patterns, identifying actual sites where changes in size and shape take place.