Analysis of orbital floor blowout fractures using anonymized computed tomography scans

Abstract

The orbits are bony structures of the skull that house the globe, extraocular muscles, nerves, blood vessels, lacrimal apparatus, and adipose tissue. Each orbit protects the globe, while the supportive tissues allow the globe to move in three dimensions (horizontal, vertical, and torsional). The orbital floor comprises the maxillary, palatine, and zygomatic bones, and the walls of the orbit function as a physical barrier from blunt trauma to the eye, an anchor for muscles and ligaments to attach, and additionally serve as a window for neurovasculature to travel through. Because of its position and its thin bony walls, it is susceptible to fractures, and in a lot of cases surgery is required as part of the treatment to repair the resulting defect with an implant. In this context, the present work had the purpose to analyze medical computed tomography (CT) and cone beam computed tomography (CBCT) – also called digital volume tomography (DVT) - imaging data from anonymized patients with orbital floor defects for the measurement of the length, the depth, the total area, and the defect area of them using the software called VG STUDIOMAX (Volume Graphics GmbH, Heildelberg, Germany) designed for industrial CT examinations. The analysis of medical imaging data is equally possible, but new for the case of orbital floor defects. The method was successfully done, and some of the results obtained on this work are similar to the values obtained on the literature. The main values obtained for length measurements of total orbital floor were 28,18 ± 2,93 mm and 27,93 ± 2,70 mm for left and right side respectively (p = 0,83). The main values obtained for depth measurements of total orbital floor were 29,80 ± 2,80 mm and 29,40 ± 3,03 mm for left and right side respectively (p = 0,74). The main values obtained for length and depth of orbital floor defects were 13,61 ± 4,98 and 17,38 ± 5,82 respectively (p = 0,14). By conventional criteria, these differences are considered to be not statistically significant showing reproducible results, however, no studies were found to compare it with. The main values obtained for total surface area were 632,89 ± 147,44 mm² and 641,76 ± 150,09 mm² for left and right side respectively (p = 0,88) and the main value obtained for defect surface area 403,28,32 ± 132,15 mm², being similar to other studies. The mean value for defect and total area ratio obtained on this work, 65,00 ± 15,00, a little higher than the ones calculated on the other studies found in literature.

As órbitas são estruturas ósseas do crânio que abrigam o globo terrestre, músculos extraoculares, nervos, vasos sanguíneos, aparelho lacrimal e tecido adiposo. Cada órbita protege o globo ocular, enquanto os tecidos de suporte permitem que o globo se mova em três dimensões (horizontal, vertical e de torção). O piso (ou assoalho) orbital compreende os ossos maxilares, palatinos e zigomáticos, e as paredes da órbita funcionam como uma barreira física contra traumas no olho, uma âncora para os músculos e ligamentos se fixarem, e adicionalmente servem como uma janela para a neurovasculatura viajar através. Devido a sua posição e suas finas paredes ósseas, é suscetível a fraturas e, em muitos casos, é necessária cirurgia como parte do tratamento para reparar o defeito resultante com um implante. Neste contexto, o presente trabalho teve a finalidade de analisar imagens de tomografia computadorizada médica (TC) e de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) - também chamada tomografia digital de volume (TDV) – de pacientes anônimos com defeitos no piso orbital para a medição do comprimento, da profundidade, da área total e da área defeituosa dos mesmos, utilizando o software chamado VG STUDIOMAX (Volume Graphics GmbH, Heildelberg, Alemanha) projetado para exames de TC industriais. A análise de dados de imagens médicas é igualmente possível, mas nova para o caso de defeitos orbitais do piso. O método foi realizado com sucesso e alguns dos resultados obtidos neste trabalho são semelhantes aos valores obtidos na literatura. Os valores médios obtidos para as medidas de comprimento do piso orbital total foram 28,18 ± 2,93 mm e 27,93 ± 2,70 mm para os lados esquerdo e direito respectivamente (p = 0,83). Para as medidas de profundidade do piso orbital total obteve-se 29,80 ± 2,80 mm e 29,40 ± 3,03 mm para os lados esquerdo e direito respectivamente (p = 0,74). Para as medidas de comprimento e profundidade dos defeitos do piso orbital obteve-se 13,61 ± 4,98 e 17,38 ± 5,82 respectivamente (p = 0,14). Por critérios convencionais, estas diferenças são consideradas como não estatisticamente significativas mostrando resultados reprodutíveis, entretanto, não foram encontrados estudos para compará-los. Os valores obtidos para a área de superfície total foram 632,89 ± 147,44 mm² e 641,76 ± 150,09 mm² para os lados esquerdo e direito respectivamente (p = 0,88) e o valor obtido para a área de superfície do defeito foi 403,28 ± 132,15 mm², sendo similares a outros estudos. O valor médio para a razão entre o defeito e a área total obtido neste trabalho foi de 65,00 ± 15,00, um pouco maior do que os valores calculados em outros estudos encontrados na literatura.