Trattamento ortodontico-chirurgico: valutazione elettrognatografica con tre strumenti differenti

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1 Trattamento ortodontico-chirurgico: valutazione elettrognatografica con tre strumenti differenti Lucia Giannini, Guido Galbiati, Giuseppe Rosso, Cinzia Maspero UOC Chirurgia Maxillo-Facciale e Odontostomatologia, Fondazione IRCCS Ca Granda Ospedale Maggiore Policlinico, Università degli Studi di Milano, Scuola di Specializzazione in Ortognatodonzia 1. INTRODUZIONE L introduzione dell elettromiografia in ambito ortodontico è stata accompagnata da una serie di studi sulla risposta del sistema muscolare alle modificazioni orali, fisiologiche e patologiche, e sugli effetti dei muscoli masticatori sulla morfologia facciale [1-3]. Negli ultimi anni è stata studiata la risposta dei muscoli masticatori alle discrepanze dento-scheletriche, alle alterazioni della respirazione, del linguaggio e della postura, alla terapia funzionale, alla terapia implantare e alla riabilitazione protesica [4-15]. Lo scopo di questo studio consiste nel valutare la funzionalità neuromuscolare e la kinesiologia mandibolare in 100 pazienti sottoposti a terapia chirurgica ortodontica. Sono stati confrontati i valori ottenuti dall analisi dei muscoli masticatori di pazienti con importanti discrepanze scheletriche usando tre diversi tipi di apparecchiature elettromiografiche ed elettrognatografiche. 2. MATERIALI E METODI 2.1 GRUPPO DI STUDIO Durante la terapia chirurgico-ortodontica presso l Unità Operativa di Ortognatodonzia del Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Ricostruttive e Diagnostiche dell Università degli Studi di Milano tutti i pazienti sono stati sottoposti ai classici esami strumentali, clinici e radiografici, e periodicamente a una valutazione elettromiografica ed elettrokinesiografica. Il campione studiato era composto da 100 pazienti (44 maschi, 56 femmine) a fine crescita. I criteri seguiti nella selezione del paziente sono stati: fine crescita; presenza di discrepanze dento-scheletriche; necessità di un trattamento chirurgico ortodontico. I tre criteri dovevano coesistere nello stesso tempo. I pazienti sono stati sottoposti a esame elettromiografico ed elettrokinesiografico: durante la prima visita; il giorno successivo all inizio della terapia; durante la fase prechirurgica bimestrale; ogni mese per 3 mesi, da prima dell intervento chirurgico fino a 3 mesi dopo; il giorno prima dell intervento; durante il blocco intermascellare; alla rimozione del blocco; durante la fase postchirurgica (con la stessa frequenza della fase prechirurgica); alla rimozione del bite chirurgico; alla fine del trattamento; durante il follow-up. In ogni fase i pazienti sono stati sottoposti a due esami con due differenti elettromiografi. Prima di ogni esame i clinici chiedevano ai pazienti se avessero dolori dentali o muscolari, al fine di evitare errori. Le apparecchiature elettromiografiche utilizzate per questo studio sono state: l elettromiografo Freely (De Götzen Srl, Olgiate Olona, VA, Italia); l elettromiografo ed elettrognatografo K6-I EMG (Myotronics, Kent, WA, USA); 12 DENTAL CADMOS 8/2014

2 l elettromiografo ed elettrognatografo Biopak (Bio Research Associates Inc., Milwaukee, WI, USA). È stato inoltre selezionato un gruppo di controllo con lo scopo di comparare i risultati con la popolazione sana. Quest ultimo gruppo consisteva in adulti in Classe scheletrica I, senza problemi temporo-mandibolari, che non avevano mai ricevuto terapie ortodontiche o chirurgico-ortodontiche. La valutazione statistica finale è stata effettuata con il t test e il test Anova. Speciale 2.2 METODI I muscoli considerati nella valutazione elettromiografica sono stati: il muscolo temporale anteriore; il muscolo massetere nella sua componente superficiale. Ogni paziente è stato fatto accomodare in una stanza totalmente indisturbata, senza rumori, e sedere su uno sgabello rigido e regolabile in altezza, in modo da avere un angolo tra coscia e gamba di 90. Per facilitare l adesione, gli elettrodi sono stati applicati dopo aver deterso la cute con un batuffolo imbevuto di clorexidina 0,5% in soluzione alcolica con almeno il 70% di alcol (Neoxinal, Nuova Farmec Srl, Settimo VR) (figg. 1 e 2). Gli elettrodi bipolari sono stati posizionati secondo una procedura standardizzata. I test con le due apparecchiature sono stati eseguiti consecutivamente senza rimuovere gli elettrodi. A ogni fase terapeutica è stata calcolata una media dei dati relativi a ciascun paziente. È stato chiesto al paziente di eseguire l elettromiografia con l elettromiografo Freely e quindi il massimo serramento volontario delle arcate prima su rulli di cotone posti in zona dei primi molari per 5 secondi, poi senza cotone interposto per 5 secondi. Tali prove sono state svolte secondo il protocollo di Ferrario et al. [7]. Con l elettromiografo K6-I EMG è stata effettuata l elettromiografia a riposo al fine di fornire una misurazione obiettiva dell attività elettrica dei muscoli in esame in stato di inattività e individuare eventuali iperattività muscolari, tipiche delle disfunzioni temporomandibolari miogene. Bassi livelli di attività elettrica muscolare a riposo sono infatti un indice positivo e un obiettivo della terapia (fig. 3). Si sono poi analizzate le attività muscolari in massima contrazione volontaria, al fine di valutare obiettivamente lo stato biochimico e propriocettivo dell occlusione durante il massimo serramento volontario e il clench su rulli di cotone. Esiste Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Elettrodi bipolari e monopolari, rulli di cotone e soluzione alcolica per la preparazione del paziente Elettrodi bipolari monouso in argento/cloruro d argento per l esecuzione dell esame elettromiografico Tens DENTAL CADMOS 2014;82(8):XXX-XXX 13

3 infatti una correlazione lineare tra segnale elettromiografico, reclutamento delle unità motorie e forza espressa in contrazione isometrica. Si sottolinea inoltre che ogni volta che si è eseguita un elettromiografia o kinesiografia ciascuna scan o prova elettromiografica è stata ripetuta almeno due volte, al fine di determinare l affidabilità e la ripetibilità del test. In caso di discrepanza, la stessa prova è stata rifatta sino a ottenere risultati ripetibili. Soltanto dopo aver acquisito tali valori si è proceduto a salvare l esame (fig. 4). L operatore che ha svolto le prove era sempre lo stesso. Gli indici elettromiografici presi in considerazione con l elettromiografo Freely sono stati: POC, un indice della distribuzione simmetrica dell attività muscolare. Quando i muscoli si contraggono in simmetria si ottiene un valore di POC uguale a 100 (le ampiezze dei potenziali elettromiografici sono completamente sovrapposte). Se invece vi è totale asimmetria il valore di POC è uguale a zero. I valori considerati nella norma sono quelli maggiori di 85. Questo indice si calcola sovrapponendo i potenziali elettromiografici dei muscoli omologhi destro e sinistro nel tempo; TORS: indice di torsione dato dall eventuale presenza di coppie di forze torcenti, sviluppate da massetere e temporale controlaterali, in grado di sviluppare un dislocamento laterale della mandibola. Il valore varia da 0 a 100, cor- rispondenti rispettivamente alla presenza e alla completa assenza di dislocazione laterale. Si considera nella norma un valore inferiore a 10; IMPACT: indice dell attività muscolare del massetere e del temporale nel tempo. È dato dal rapporto fra i microvolt (μv) sviluppati durante la prova in massima intercuspidazione e la prova di riferimento, espresso in percentuale/secondo. Equivale al lavoro sviluppato da ciascun muscolo, rappresentato geometricamente dall area sottesa alla curva di attività elettrica dei muscoli esaminati nel tempo. Si considerano nella norma valori pari a 100 ± 15%*secondo. 3. RISULTATI All inizio del trattamento i pazienti presentavano un equilibrio compensatorio della malocclusione. Durante la fase prechirurgica i valori dell elettromiografia e dell elettrognatografia sono peggiorati e hanno continuato a peggiorare dopo l intervento chirurgico. Sono poi migliorati nella fase postchirurgica. Una volta rimosso l apparecchio ortodontico, i risultati dell elettromiografia sono migliorati fino al raggiungimento dei valori ottimali. La riabilitazione dei movimenti mandibolari è stata soddisfacente e costante, anche se è occorso più tempo che per la riabilitazione muscolare. Alla fine del trattamento la massima apertura mandibolare era ancora minore di Fig. 4 Tracciato elettromiografico in cui si evidenziano il massimo serramento volontario e il massimo serramento volontario su rulli di cotone 14 DENTAL CADMOS 8/2014

4 quella preoperatoria. Gli indici e i valori registrati dagli elettromiografi, anche se diversi, indicano che l attività neuromuscolare del paziente subisce un andamento peggiorativo ben preciso dopo l inizio della terapia ortodontica e migliorativo nel postoperatorio fino a raggiungere valori elettromiografici ottimali ed elettrognatografici leggermente subottimali. 4. DISCUSSIONE Gli elettromiografi implementano principi di funzionamento, concezioni e obiettivi diversi. I differenti modelli non impediscono però di ottenere dati complementari nel loro significato, anche se non nei valori numerici. I protocolli studiati per l elettromiografo Freely da Ferrario et al. [7] sono stati organizzati per ottenere la massima riproducibilità grazie a un metodo standardizzato che permette di valutare la percentuale reale. Adottando questo protocollo, non sono stati considerati i microvolt nel massimo serramento sui denti e sui rulli di cotone, per evitare false valutazioni. Inoltre questo protocollo consiste nell eseguire test di valutazione in condizioni di serramento dei denti e nel compararli con quelli svolti su rulli di cotone, per ottenere una percentuale con un alto grado di affidabilità non influenzata dalla possibile diversa posizione degli elettrodi o da altre variabili esterne. L elettromiografo K6-I EMG implementa altri principi e non consente questi calcoli; il rapporto tra il massimo serramento sui rulli di cotone e sui denti è stato ricavato manualmente per poter essere poi comparato con quello del modello Freely. Gli strumenti sono stati calibrati in diversi modi e usano differenti amplificatori e filtri del segnale. Comparando i valori in microvolt registrati da entrambe le apparecchiature si sono osservate notevoli differenze. Se però si confrontano le percentuali ottenute dal rapporto tra cotone e denti si ottengono risultati simili. Questo indica che i risultati forniti da entrambi gli elettromiografi sono sovrapponibili. Soprattutto, in questo studio condotto su pazienti in terapia chirurgico-ortodontica i valori registrati con i due apparecchi sono molto simili nella fase che precede la terapia chirurgica e alla fine del trattamento. Nell immediata fase postchirurgica i pazienti presentano un occlusione instabile e la riproducibilità delle misurazioni è minore. L analisi ha consentito di rilevare molte differenze tra i pazienti in Classe scheletrica II e III. L indice IMPACT, relativo all attività muscolare nel tempo, è maggiore nelle Classi scheletriche II rispetto alle Classi III in tutte le fasi del trattamento. Queste differenze sono statisticamente significative. Soltanto alla fine del trattamento non persiste una differenza significativa tra i diversi gruppi. L attività delle quattro fasce muscolari, espresse in microvolt, in definitiva è maggiore nelle Classi scheletriche II rispetto alle Classi III all inizio del trattamento. Le differenze statisticamente significative tendono a scomparire nelle fasi successive. Questi risultati sono stati ottenuti sia interponendo rulli di cotone tra le arcate sia in serramento, con entrambe le apparecchiature elettromiografiche. Per quanto riguarda la kinesiologia mandibolare, il massimo movimento di apertura è più ampio nelle Classi scheletriche III in tutte le fasi del trattamento, eccetto che alla fine della terapia. Il movimento di protrusione è sempre maggiore nelle Classi scheletriche II. Questa differenza è ridotta alla fine della terapia, ma persiste. Non sono state rilevate differenze statisticamente significative tra il lato destro e il lato sinistro. Comparando l indice POC (Percent Overlapping Coefficient) si è osservato che nelle fasi iniziali l attività muscolare presenta un ridotto equilibrio neuromuscolare. I pazienti in Classe scheletrica II sono particolarmente scompensati all inizio del trattamento. Dopo l inizio della terapia ortodontica, l indice POC migliora ma il valore non rientra nel range fisiologico, è sempre superiore. Nell ultima fase del trattamento chirurgico-ortodontico l indice POC migliora e alla fine del trattamento è compreso nel range fisiologico. In fase prechirurgica i pazienti con Classe scheletrica III presentano valori vicini ai limiti fisiologici, che migliorano solo alla fine del trattamento. I pazienti con Classe scheletrica II presentano una maggiore armonia nell attività del muscolo temporale se comparata con quella dei pazienti con Classe scheletrica III. L indice POC del muscolo massetere presenta una lieve riduzione del range principale dell attività muscolare dopo la cementazione dell apparecchio. Questo valore migliora sino alla fine del trattamento, quando l indice POC è simile in tutte le classi scheletriche. Per quanto riguarda il valore medio di POC, è stato riscontrato un progressivo miglioramento tra la prima acquisizione (all inizio del trattamento) e quella eseguita al termine della terapia ortodontica preoperatoria. Alla fine del trattamento i valori di POC evidenziano un equilibrio neuromuscolare sufficiente, ma esiste una differenza di circa due punti percentuali tra le classi (l indice è lievemente migliore per le Classi II). Il progressivo miglioramento degli indici POC in tutte le classi dimostra che il trattamento ortodontico tende a sviluppare un maggiore equilibrio tra le diverse attività muscolari. L indice TORS presenta valori simili nei pazienti Speciale DENTAL CADMOS 2014;82(8):XXX-XXX 15

5 con Classe II e III senza il risultato raggiunto all inizio del trattamento; i valori rimangono più alti del normale (considerato uguale al 10%) durante il periodo di trattamento ortodontico, ma alla fine del trattamento il valore di TORS è quasi normale. Tale indice mostra un andamento in parte sovrapponibile tra le due classi scheletriche. Anche l andamento di IM- PACT nel test di serramento mostra un risultato simile tra le due classi, ma non completamente sovrapponibile; tuttavia la diminuzione del valore di IMPACT oltre il livello dell operazione chirurgica è ancora confermata. I valori dell indice IM- PACT per le due classi mostrano un andamento parzialmente sovrapponibile, a eccezione dei risultati ottenuti dopo l inizio della terapia ortodontica nei pazienti in Classe II nei quali i valori tendono a diminuire, mentre aumentano nei pazienti in Classe III. Alla fine i valori sono abbastanza normali (100 ± 15%*secondo) ma per i risultati ottenuti dopo il periodo di blocco intermascellare. Alla fine del trattamento i valori sono lievemente inferiori al 100%*secondo. Considerando più dati dei pazienti in Classe II e III, si può notare che il primo gruppo sviluppa una minore attività muscolare rispetto al secondo gruppo, mentre ad altri livelli i pazienti con Classe II sviluppano una maggiore attività energetica durante tutta la terapia ortodontica fissa; le stesse osservazioni possono essere valide per gli indici IMPACT. Dall analisi dei dati elettromiografici ottenuti all inizio del trattamento emergono molte differenze tra i pazienti con morso aperto e profondo. I valori di IMPACT e l attività muscolare suggeriscono una maggiore attività muscolare nei pazienti con deep bite rispetto a quelli con open bite. I risultati sono stati ottenuti con entrambi gli apparecchi elettromiografici. Ueda et al. [10] hanno dimostrato che la morfologia craniofacciale verticale correla positivamente con l attività del muscolo temporale e negativamente con l attività del muscolo massetere. Inoltre, all inizio della terapia fissa i pazienti presentano un equilibrio compensatorio alla disgnazia. Durante le fasi successive, l elettromiografia e l elettrognatografia continuano a peggiorare. Alla fine del trattamento chirurgico ortodontico i valori elettromiografici migliorano e raggiungono livelli ottimali. La riabilitazione dei movimenti mandibolari necessita di più tempo di quella muscolare, anche se è ugualmente soddisfacente e costante. Alla fine del trattamento la massima apertura mandibolare è ancora minore di quella preoperatoria. Per quanto concerne la kinesiologia mandibolare non sono state rilevate differenze significative tra i due gruppi. 5. CONCLUSIONI Questo studio conferma che la riabilitazione funzionale nei pazienti in terapia chirurgico-ortodontica avviene correttamente e in un arco di tempo soddisfacente. La valutazione funzionale nei pazienti durante la terapia chirurgico-ortodontica è un elemento importante per ridurre quanto più possibile un attività neuromuscolare scorretta che può causare una recidiva. Inoltre, aiuta anche i clinici a seguire le fasi del trattamento e a controllare i risultati ottenuti. BIBLIOGRAFIA 1. Serrao G. Relation between vertical facial morphology and jaw muscle activity in healthy young man. Prog Orthod 2003;4: Giannini L, Maspero C, Batia C, Galbiati G. Orthodontic-surgical treatment: electromyographic and electrognatographic evaluation. Mondo Ortod 2010;35(4): Farronato G, Giannini L, Galbiati G, Maspero C. Sagittal and vertical effects of rapid maxillary expansion in Class I, II and III occlusions. Angle Orthod 2011;81(2): Farronato G, Giannini L, Galbiati G, Sesso G, Maspero C. 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