Relationship of Maxillary Sinus Volume and Pneumatization with Age and Gender

Document Type : original article

Authors

1 Oral & Maxillofacial Diseases Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran

2 Dental Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran

3 Dentist, Toronto, Canada

Abstract

Introduction: The purpose of this study was to evaluate the association of maxillary sinus volume and pneumatization of the alveolar bone with age and gender.
Materials and Methods: This cross-sectional study was conducted on the computed tomography (CT) images of the healthy maxillary sinuses obtained from 199 adult patients. The sinus pneumatization of the alveolar bone was measured in each of the posterior teeth by means of the coronal CT images. The measurement of the three-dimensional sinus volume was accomplished using the Amira software. The data were analyzed through the Spearman correlation coefficient and regression analysis.
Results: Out of the 199 patients, 159 and 40 cases were male and female with the age ranges of 18-92 and 18-68 years, respectively. The mean maxillary sinus volumes were 15.32±5.80 and 13.02±4.91 ml in the males and females, respectively, which were significantly different between the two genders in both left and right sinuses. In this regard, the independent t-test showed that the mean volumes of the right and left maxillary sinuses in men were greater than those in women (P=0.001 and P=0.008, respectively). There was a significant relationship between age and maxillary sinus volume (r<-0.15, P=0.03), indicating that the sinus volume decreases with aging. A high correlation was obtained between the volume of the maxillary sinus and alveolar bone pneumatization (r=0.58 for the right sinus and r=0.72 for the left sinus). T-test showed that the pneumatization was greater in men than that in women; however, it was not significant. Additionally, the Spearman correlation test showed no correlation between age and alveolar bone pneumatization.
Conclusions: The findings of this study showed that maxillary sinus volume was higher in men than that in women, and that this volume decreased with aging. Furthermore, the mean of alveolar bone pneumatization was not correlated with age and showed no significant difference between the two genders.
 

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

سینوسهای ماگزیلاری به عنوان بزرگترین سینوسهای پارانازال در مجاورت دندانها هستند. برخی سینوسهای هوایی پارانازال در اواخر دوره جنینی شکل می‌گیرند مثل سینوس ماگزیلاری و برخی هم پس از تولد تکامل می‌یابند. با وجود اینکه بسیاری از تغییرات تکاملی در طول دوران رویانی و جنینی و اکثراً در طول هفته سوم تا هشتم تکامل رخ می‌دهد، برخی تغییرات مهم در دوره‌های بعد از تولد به وقوع می‌پیوندند و بیشتر تغییرات تکاملی تا سن 25 سالگی کامل می‌شوند.(1)

میانگین حجم یک سینوس ماگزیلاری بالغ تقریباً 15 میلی‌لیتر است؛ اما سینوسها در طول زندگی به صورت مداوم تغییر می‌کنند.(2) طبق مطالعات انجام شده برخی عوامل می‌توانند بر حجم سینوس ماگزیلاری موثر باشند.

برخی مطالعات بیان می‌کنند که حجم سینوس ماگزیلاری با افزایش سن افزایش می‌یابد و این افزایش به جنس هم بستگی داشته و در مردان بیشتر از زنان است.(3) اما در برخی دیگر ارتباطی بین این متغیرها بدست نیامد.(4) برخی مطالعات نیز ارتباط معکوس بین سن و حجم سینوسها را نشان می دهند.(5،6) در مطالعه Ikeda  و همکاران(3) حجم سینوس ماگزیلاری در افراد 15-10 سال بیشتر از افراد 40 سال به بالا گزارش شد. بیشترین جهش رشدی سینوس ماگزیلاری از هنگام تولد تا 2 سالگی،10-5/7 سالگی و 12-10 سالگی بوده است، البته در سن 18-14 سالگی هم رشد آهسته آن دیده می‌شود. پس از رویش دندانهای دایمی تقریباً حجم سینوس ثابت می‌شود و تغییرات مختصری از نظر رشدی در آن رخ می‌دهد که این تغییرات بیشتر در بعد عمودی ماگزیلاری  می‌باشد.

همچنین حجم سینوس ماگزیلاری متعاقب کشیدن دندان افزایش می‌یابد که به این پدیده پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری نیز می‌گویند. بیشترین افزایش حجم سینوس طی کشیدن دندان مولر دوم دیده شده است.(7)

از طرفی بیماریهای التهابی می‌توانند حجم سینوس را کاهش دهند، ضخامت دیواره‌های استخوانی سینوس ماگزیلاری به طور قابل ملاحظه‌ای در افراد دارای رینوسینوزیت مزمن افزایش می‌یابد و حجم سینوس ماگزیلاری در این افراد کاهش می‌یابد.(8)

عوامل مختلفی مثل استرسهای عضلانی، سیستم دندانی، رشد‌کرانیوفاسیال و فاکتورهایی که پنوماتیزاسیون زائده آلوئولار را تحت تاثیر قرار می‌دهند می‌توانند بر شکل‌گیری سینوس ماگزیلاری تاثیرگذار باشند. پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری به حجم سینوس، فرم پالاتال و سایز بدن نیز بستگی دارد. این فاکتورها همگی به طور یکسان و برابر موثر نیستند و مقدار این تاثیر هنوز ناشناخته است.(9)

ارتفاع استخوان آلوئولار، یک رابطه غیرمستقیم و حتی منفی با حجم سینوس ماگزیلاری دارد. یعنی با افزایش ارتفاع استخوان آلوئولار حجم سینوس ماگزیلاری کاهش می‌یابد.(5)

 رشد سینوسهای پارانازال از اهمیت خاصی برخوردار است. رشد سینوسها در رشد و شکل‌گیری صورت در دوران نوزادی و کودکی و همچنین به وجود آمدن تن صدا در دوره بلوغ نقش مهمی را ایفا می‌نمایند.(2) همچنین بیماریهای سینوس می‌تواند بر دندانها و بالعکس اثرگذار باشد. در انجام برخی درمانهای دندانپزشکی از جمله ایمپلنت‌گذاری و خارج کردن دندانهای خلفی بالا باید حجم و پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری را در نظر داشت. با افزایش میزان پنوماتیزاسیون سینوسهای ماگزیلاری، مقدار استخوان در دسترس جهت انجام برخی درمانهای دندانپزشکی از جمله ایمپلنت‌گذاری کاهش می‌یابد، در این صورت انجام برخی درمانها مثل جراحیهای سینوس لیفت ضرورت می‌یابد. شناخت عوامل موثر بر حجم و پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول، ما را در کاهش مشکلات ناشی از درمانهای نادرست یاری خواهد کرد.

مواد و روشها

 در این بررسی مقطعی، کلیه تصاویر اسپیرال CT اسکن سینوسهای بیماران مراجعه‌کننده به بخش رادیولوژی بیمارستان امدادی شهید کامیاب مشهد از آرشیو این بخش، مورد بازبینی قرار گرفت. تصاویر CT  اسکن بیماران بالغ (بالای 18 سال) که هیچگونه یافته پاتولوژیک اعم از سینوزیت و پولیپ، شکستگی دیواره‌های حفرات بینی و سینوس و یا سیست و تومور نداشتند، به عنوان جمعیت مورد مطالعه انتخاب گردید که تعداد این افراد 199 نفر بود.

تصاویر اسپیرال CT اسکن از نوع مولتی اسلایس
 (16 اسلایس) توسط دستگاه زیمنس آلمان با
 mAS = 250 و KVP= 110 و ضخامت برش 5-2 میلی‌متر گرفته شد.

به جهت اینکه بتوانیم با یک رفرنس ثابت قابل تکرار میزان پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری را محاسبه کنیم از لندمارک کف حفره بینی استفاده کردیم. بدین صورت که در مقاطع کرونال تصاویر CT خطی مماس بر کف حفره بینی دو طرف رسم گردید. فاصله کف سینوس ماگزیلاری تا این خط به عنوان میزان پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در ناحیه هر دندان خلفی به صورت جداگانه اندازه‌گیری‌ شد. در صورتی که کف سینوس ماگزیلاری بالاتر از این خط قرار داشت میزان پنوماتیزاسیون با علامت منفی و در صورتی که پایینتر از این خط قرار گرفته بود با علامت مثبت مشخص
می‌شد. اندازه‌گیریهای خطی با استفاده از نرم‌افزار
 IQ view  مدل 2.6.0  انجام شد.

جهت اندازه‌گیری‌ حجم سینوس در این مطالعه از
نرم‌افزار (Amira version 5.2.2) استفاده گردید. حجم سینوسهای ماگزیلاری چپ و راست در مقاطع mm 5-2 اندازه‌گیری‌ شد و در یک چک لیست یادداشت گردید. جهت افزایش دقت در محاسبه‌ حجم سینوس، مساحت سینوس ماگزیلاری در هریک از مقاطع کرونال و اگزیال محاسبه شد. سپس با استفاده از گزینه سه بعدی سازی، حجم سینوس در هریک از مقاطع کرونال و اگزیال به صورت جداگانه به دست آمد.(10) میانگین حجم این دو نما به عنوان حجم سینوس ماگزیلاری در نظر گرفته شد(شکل 1).

 

 

 

تصویر 1. سه بعدی سازی حجم سینوس

 

به منظور تحلیل داده‌ها و بررسی ارتباط هر یک از متغیرهای ذکر شده با میزان پنوماتیزاسیون و حجم سینوس، نرم افزار SPSS استفاده شد. آزمونهای مورد استفاده شامل آزمون Kolmogorov-smirnov و t مستقل بود. همچنین جهت ارزیابی ضریب همبستگی از ضرایب همبستگی Pearson   و Spearman   استفاده گردید.

 

یافته ها

در این مطالعه مقطعی تصاویر CT اسکن 199 بیمار مورد بررسی قرار گرفتند. 159 نفر از بیماران، آقا با میانگین سنی و انحراف معیار 7/14±4/30  سال و 40 بیمار خانم با میانگین سنی و انحراف معیار 2/13±6/32 بودند(جدول1).

 


جدول 1. توزیع سنی بیماران مورد مطالعه بر حسب جنس

جنس

تعداد

میانگین سن

حداکثر سن

حداقل سن

انحراف معیار

مرد

159

42/30

92

18

68/14

زن

40

65/32

68

18

22/13

تعداد کل

199

87/30

92

18

40/14

 

جدول 2.  یافته‌های کمی محاسبه حجم سینوس ماگزیلاری  سمت راست و چپ

 

میانگین حجم (ml)

حداقل حجم (ml)

حداکثر حجم(ml)

انحراف معیار((ml

تعداد کل

سینوس ماگزیلاری راست

26/15

68/1

87/22

56/5

199

سینوس ماگزیلاری چپ

01/15

85/1

19/34

59/5

199

 

 


جدول 2 نشان می‌دهد در 199 نمونه مورد مطالعه، میانگین حجم هر دو سینوس حدود 5/5±15 میلی‌لیتر بود. ضریب همبستگیPearson   نشان داد که همبستگی آماری معنی‌داری بین حجم سینوسهای ماگزیلاری در دو سمت وجود داشت. (88/0=r  ، 001/0= (P value

آزمون t مستقل نشان داد میانگین حجم سینوس ماگزیلاری راست و چپ در آقایان بطور معنی‌داری بیشتر از خانمها بود. (مقادیر P به ترتیب 001/0 و 008/0 در سمت راست و چپ).(جدول3)

 

 

 


جدول 3. یافته های توصیفی میانگین حجم سینوس راست و چپ در خانمها و آقایان

 

جنس

میانگین حجم (ml)

   انحراف معیار

  تعداد کل

p-Value

سینوس ماگزیلاری راست

مرد

زن

77/15

25/13

86/5

61/3

159

40

001/0

سینوس ماگزیلاری چپ

مرد

زن

44/15

28/13

84/5

08/3

159

40

008/0


یافته‌ها نشان دادند ضریب همبستگی Spearman بین سن و میانگین حجم سینوس ماگزیلاری چپ معنی‌دار بود (027/0=P-Value و 13/0- =rs). همچنین ضریب همبستگی بین سن و میانگین حجم سینوس ماگزیلاری راست نیز معنی‌دار بود (15/0-=rs و03/0=P-Value). این ضریب همبستگی منفی بیانگر این می‌باشد که با افزایش سن میزان حجم سینوس کاهش می یابد.

با توجه به جدول 4 میانگین پنوماتیزاسیون در هر دو سمت در آقایان بیشتر بود. میانگین پنوماتیزاسیون در سینوس ماگزیلاری آقایان 7/3 میلی‌متر و در خانمها 3/0 میلی‌متر به دست آمد.


 


جدول4. میانگین پنوماتیزاسیون در دو سمت در خانمها و آقایان

 

جنس

میانگین پنوماتیزاسیون(mm)

انحراف معیار (mm)

تعداد کل

p-Value

میانگین پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در محل دندانهای خلفی چپ

مرد

37/3

70/4

159

36/0

زن

64/2

55/3

40

میانگین پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در محل دندانهای خلفی راست

مرد

00/4

96/4

159

34/0

زن

41/3

95/2

40

 

 


آزمون t مستقل نشان داد علیرغم وجود اختلاف بین میانگین پنوماتیزاسیون در هر دو سمت بین آقایان و خانمها این اختلاف از نظر آماری معنی‌دار نبود. P-Value در سمت راست 34/0 در سمت چپ 36/0 بود.

ضریب همبستگیPearson  بین حجم سینوسهای ماگزیلاری و پنوماتیزاسیون همبستگی آماری بالایی
را نشان داد. به طوری که در سمت راست
 (58/0=r ، 001/0= (P-valueو در سمت چپ
(72/0=r  ، 001/0> (P-value  بدست آمد.

  با توجه به نتیجه آزمون Kolmogrov-Smirnov توزیع سنی افراد مورد مطالعه نرمال نبود
 (001/0>P-Value). لذا از آزمون همبستگی Spearman برای سنجش ضریب همبستگی بین متغیر سن و متغیرهای  میانگین پنوماتیزاسیون در سمت راست و چپ استفاده گردید. یافته‌های این آزمون نشان داد که بین سن و این دو متغیر ضریب همبستگی معنی‌داری وجود نداشت (مقادیر P برای سمت راست 19/0 و برای سمت چپ 81/0 بود). به عبارتی ارتباطی بین افزایش سن بیمار و میزان پنوماتیزاسیون وجود نداشت.

بحث

 در مطالعه مقطعی حاضر در مجموع 796 سری کامل CT اسکن در مقاطع کرونال و اگزیال (حداقل 5000 برش CT اسکن از سینوس) بررسی و اندازه‌گیری شد که در مقایسه با مطالعات مشابه مقدار قابل توجهی است.

در تمام نمونه‌های سالم مورد بررسی ما، میانگین حجم سینوس ماگزیلاری، 5/5±15 میلی‌لیتر با استفاده از نرم‌افزار تعیین حجم (Amira) به دست آمد، حجم به دست آمده با نتایج مطالعات Sahlstrand-Johnson(4) و Ikeda (11) که محاسبه حجم سینوس به طریقه خطی و با در نظر گرفتن حداکثر ابعاد سینوس در سه جهت می‌باشد و همچنین با مطالعات Park(12) و  Seok Hyun (5) که محاسبه حجم سینوس از طریق سه بعدی سازی به دست آمده است همخوانی دارد.

در مطالعه ما حجم سینوس ماگزیلاری آقایان بیشتر از خانمها بود. Ikeda(11) و Park (12) نیز معتقدند که میانگین حجم سینوس آقایان بیشتر از خانمها است. هرچند کهSeok Hyun (5) معتقد است که بین حجم سینوس در خانم‌ها و آقایان اختلافی وجود ندارد. مطالعات Koppe(9) وAriji (13) نشان می دهد که حجم سینوس ماگزیلاری با افزایش پهنا و ارتفاع استخوان پالات افزایش می‌یابد و ارتباط آماری معنی‌داری بین این عوامل و حجم سینوس مشاهده شد و به نظر می‌رسید که اندازه پالات در آقایان بیشتر از خانمهاست، لذا بزرگتر بودن سینوس ماگزیلاری در آقایان نسبت به خانمها یافته دور از ذهنی نیست.

در مطالعه Sahlstrand-Johnson(4) حجم سینوس با افزایش سن تغییر نمی‌کرد. ولی مطالعات Seok Hyun (5) و Ariji (13) نشان دادند که حجم سینوس ماگزیلاری با افزایش سن کاهش می‌یابد. میزان همبستگی به دست آمده میان این دو فاکتور قابل توجه بود (33/0- =r). در مطالعه ما نیز حجم سینوس ماگزیلاری با افزایش سن کاهش می‌یافت ولی این همبستگی به میزان ناچیزی به دست آمد(15/0-=r).Ariji  و همکارانش(13) معتقد هستند که تغییرات حجم سینوس به دنبال افزایش سن ناشی از تغییر فیزیک و سایز اسکلت بدن است.(13)

مطالعه ما نشان می‌دهد که میزان پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری در استخوان آلوئولار ارتباط تنگاتنگی با حجم سینوس ماگزیلاری دارد. Koppe (9) نیز بیان می‌کند که پنوماتیزاسیون سینوس ماگزیلاری با سایز سینوس ماگزیلاری در ارتباط است. هرچند که میزان پنوماتیزاسیون در آقایان بیشتر از خانمها به دست آمد و لیکن این اختلاف از لحاظ آماری معنی‌دار نبود. در مطالعه Koppe و همکارانش(9) نیز اختلاف آماری معنی‌داری در میزان پنوماتیزاسیون بین دو جنس مشاهده نشد. از آنجا که در این مطالعه و مطالعات دیگر، یکی از مهمترین عوامل موثر در میزان پنوماتیزاسیون، حجم سینوس ماگزیلاری است و حجم سینوس در آقایان نسبت به خانمها بیشتر است، طبیعی به نظر می‌رسد که میزان پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در آقایان بیش از خانم‌ها باشد. البته باید توجه داشت که ابعاد ریج آقایان و اندازه فکی آنها به صورت طبیعی بزرگتر از خانمهاست. لذا فاصله باقی مانده بین کف سینوس تا ریج آلوئول می‌تواند اختلاف چندانی بین خانمها و
آقایان نداشته باشد. لذا در هنگام تصمیم‌گیری برای ایمپلنت‌گذاری کم بودن میزان پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در خانمها نسبت به آقایان نباید گمراه‌کننده شود. البته این مساله نیازمند مطالعات بیشتری است.(12)

نتیجه گیری

 یافته‌های این مطالعه نشان داد که حجم سینوسهای ماگزیلاری در آقایان بیشتر از خانمها بوده و این حجم به مقدار کم با افزایش سن کاهش می یابد. همچنین میانگین پنوماتیزاسیون استخوان آلوئول در آقایان بیشتر بوده ولی ارتباطی با سن ندارد. با افزایش حجم سینوس ماگزیلاری، میزان پنوماتیزاسیون استخوان آلوئولار افزایش می یابد.

تقدیر و تشکر

بدینوسیله از جناب آقای دکتر غلامرضا رفعتی  و جناب آقای عابدی که در جمع آوری و پردازش تصاویر بیمارا ما را یاری نمودند تقدیر و تشکر می‌شود.

References

1.            Moore KL, Persaud TV, Torchia MG. The developing human clinically oriented embryology. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Health Sciences; 2003. P. 301-24.
2.            White SC, Pharoah MJ. Oral radiology: principles and interpretation. 6th ed. New York: Elsevier Health Sciences; 2009. P. 506-23.
3.            Ikeda A, Ikeda M, Komatsuzaki A. A CT study of the course of growth of the maxillary sinus: normal subjects and subjects with chronic sinusitis. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec 1998; 60(3):147-52.
4.            Sahlstrand-Johnson P, Janert M, Strombeck A, Abul-Kasim K. Computed tomography measurments of different dimensions of maxillary and frontal sinuses. BMC Med Imaging 2011; 11:8.
5.            Cho SH, Kim TH, Kim KR, Lee JM, Lee DK, Kim JH, et al. Factors for maxillary sinus volume and craniofacial anatomical features in adults with chronic rhinosinusitis. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2010; 136(6):610-5.
6.            Rani SU, Rao GV, Kumar DR, Sravya T, Sivaranjani Y, Kumar MP. Age and gender assessment through three-dimensional morphometric analysis of maxillary sinus using magnetic resonance imaging. J Forensic Dent Sci 2017; 9(1):46.
7.            Sharan A, Madjar D. Maxillary sinus pneumatization following extractions: a radiographic study. Int J Oral Maxillofac Implants 2008; 23(1):48-56.
8.            Kim HY, Kim MB, Dhong HJ, Jung YG, Min JY, Chung SK, et al. Changes of maxillary sinus volume and bony thickness of the paranasal sinuses in longstanding pediatric chronic rhinosinusitis. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2008; 72(1):103-8.
9.            Koppe T, Nakatsukasa M, Yamanaka A. Implication of craniofacial morphology for the pneumatization pattern of the human alveolar process. Acta Med Lituanica 2005; 12(1):40-6.
10.          Kawarai Y, Fukushima K, Ogawa T, Nishizaki K, Gunduz M, Fujimoto M, et al. Volume quantification of healthy paranasal cavity by three- dimensional CT imaging. Acta Otolaryngol Suppl 1999; 540:45-9.
11.          Ikeda A. Volumetric measurment of the maxillary sinus by coronal CT. Nihon Jibiinkoka Gakkai Kaiho 1996; 99(8):1136-43.
12.          Park IH, Song JS, Choi H, Kim TH, Hoon S, Lee SH, et al. Volumetric study in the developmentof paranasal sinuses by CT imaging in Asian: a pilot study. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2010; 74(12):1347-50.
13.          Ariji Y, Kuroki T, Moriguchi S, Ariji E, Kanda S. Age changes in the volume of the human maxillary sinus: a study using computed tomography. Dentomaxillofac Radiol 1994; 23(3):163-8.
Journal of Mashhad Dental School
Volume 42, Issue 3
October 2018
Pages 200-194

Files

History

  • Receive Date: 09 January 2018
  • Revise Date: 29 April 2018
  • Accept Date: 28 April 2018

Share

How to cite

Statistics