A repeatability study of angular and linear measurements on facial morphology analysis by means of stereophotogrammetry

Os sistemas de estereofotogrametria digital representam um método não radioativo, seguro, preciso e objetivo para quantificar as dimensões dos tecidos moles faciais. Novos equipamentos têm despontado como alternativa viável nas especialidades que tratam do complexo craniofacial. A estereofotogrametria se destaca pela completa ausência de radiação ionizante, alta velocidade de aquisição, grandes ângulos de visualização, navegação virtual da imagem e possibilidade de integração com outros sistemas de imagens. Quando um novo método é proposto, torna-se necessário avaliar a sua confiabilidade na obtenção de resultados. O objetivo deste estudo foi analisar a repetibilidade intraexaminador em medidas faciais lineares e angulares, em um sistema de estereofotogrametria digital utilizado para avaliação da morfologia facial. A amostra final consistiu em 30 indivíduos adultos brasileiros com idade entre 18 e 45 anos, média de 26,71± 6,53 anos. Vinte e cinco mulheres e cinco homens, saudáveis, sem histórico de traumas ou cirurgias faciais e sem anormalidades congênitas, tiveram pontos de referência marcados em suas faces por um mesmo examinador e foram fotografados em dois momentos, com intervalo de uma semana (T1 e T2), pelo sistema de estereofotogrametria digital Vectra M3® (Canfield Scientific, Fairfield, EUA). Trinta e oito pontos foram demarcados em cada captura. Identificou-se um total de 2280 pontos; 11 medidas foram feitas em cada imagem capturada e 330 medições foram realizadas. As imagens obtidas foram medidas em software próprio do sistema. A análise foi realizada a partir de um conjunto de nove medidas angulares (ângulos nasolabial, mentolabial, convexidade facial, convexidade facial total, nasal, maxilar, mandibular, nasofrontal, maxilofacial, e duas medidas lineares (altura facial média AFAM e altura facial inferior - AFAI), propostas para caracterizar a morfologia facial dos indivíduos da amostra. A repetibilidade intraexaminador na aquisição das medidas foi analisada pela Média Absoluta das diferenças (MAD), Magnitude Relativa do Erro (MRE), Erro Técnico de Medição (ETM), Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC) e análise de Bland-Altman. O teste t para amostras pareadas foi utilizado na identificação de erro sistemático entre T1-T2. O coeficiente de correlação de Pearson foi empregado para verificar a associação entre idade/IMC e o erro nas medições realizadas. Resultados: No cálculo do ETM e da MAD, apenas os ângulos nasolabial (2,17°) e mentolabial (2,88°) apresentaram valores maiores que 2 graus (limite clínico estabelecido para o presente estudo). Para a MRE, 9,1% das medidas foram consideradas moderadas (ângulo maxilofacial), 27,3% foram consideradas boas (ângulo nasal, ângulo maxilar, ângulo mandibular), 45,5% muito boas (ângulo nasolabial, ângulo mentolabial, ângulo nasofrontal, AFAM, AFAI) e 18,2% excelentes (ângulo da convexidade facial, ângulo da convexidade facial total.). Os ângulos nasolabial, mentolabial, convexidade facial, convexidade facial total, maxilofacial e nasofrontal apresentaram valores de ICC (R) classificados como excelentes. O ângulo nasal, e as medidas lineares de AFAI e AFAM tiveram um resultado satisfatório. Não ficou comprovada a relação entre idade/IMC e o erro encontrado entre as medições (diferença absoluta entre T1 e T2). As medidas para AFAM apresentaram um erro sistemático. As medições realizadas foram consideradas precisas dentro dos limites e referências estabelecidas para o presente estudo. Os ângulos nasolabial e mentolabial devem ser interpretados com critério pela variabilidade apresentada. O examinador apresentou boa repetibilidade nas medições realizadas. Os resultados obtidos no presente estudo acrescentam confiabilidade ao uso da estereofotogrametria digital na antropometria facial. Os parâmetros de precisão adequados a cada situação, em clínica ou em pesquisa, devem ser previamente estabelecidos.Digital stereophotogrammetry systems represent a non-radioactive, safe, and accurate method to quantify the facial soft tissues dimensions. New equipment has emerged as viable alternative in the specialties that deal with the craniofacial complex. Stereophotogrammetry system has been highlighted by the complete absence of ionizing radiation, high-speed acquisition, large viewing angles, virtual image navigation and possibility of integration with others imaging systems. When a new method is proposed, it is necessary to assess its reliability in achieving results. The aim of this study was to analyze the intra-examiner repeatability on linear and angular facial measurements into a digital stereophotogrammetry system used to assess facial morphology. The final sample consisted of 30 Brazilian adults aged between 18 and 45 years, average of 26.71±6,53 years. Five men and twenty-five women, healthy, with no history of trauma or previous facial surgeries and without congenital abnormalities, had landmarks labeled on their faces by the same rater and were photographed in two stages (T1-T2), with an interval of one week, at stereophotogrammetry system digital Vectra M3® (Canfield Scientific, Fairfield, NJ). Thirty-eight points were labeled in each capture. 2280 points were identified; 11 distances were measured in each image, giving a total of 330 measurements. The images were measured by a dedicated software system. The analysis was performed from a set of nine angular measurements (nasolabial, mentolabial, facial convexity, full facial convexity, nasal, maxillary, mandibular, nasofrontal, maxillofacial angles, and two linear measurements (middle facial height - AFAM and lower facial height AFAI). Precision and intra-rater repeatability in the measurements acquisition were evaluated by the Mean Absolute Difference (MAD) Relative Error Magnitude (REM), Technical Error of Measurements (TEM), intra-class correlation coefficient (ICC) and Bland-Altman analysis. Test t for paired samples was used in the systematic error identification between T1-T2. The Pearson correlation coefficient was used to verify the association between age / BMI and measurement errors. Results: to the estimated TEM and MAD only nasolabial angles (2.17°), mentolabial (2.88°) had higher values than 2.0 degrees (clinical limit for this study). For MRE, 9.1% of the measures were considered moderate (maxillofacial angle), 27.3% were considered good (nasal angle, maxillary angle, mandibular angle), 45.5% very good (nasolabial angle, mentolabial angle, nasofrontal angle, AFAM, AFAI) and 18.2% excellent (facial convexity, full facial convexity.). The nasolabial, mentolabial, facial convexity, total facial convexity, maxillofacial and nasofrontal angles showed R values rated as excellent. The nasal angle, and the linear measurements of AFAI and AFAM had a satisfactory outcome. It was not proven the relation between age / body mass index and the error (absolute difference between T1 and T2). Measures to AFAM showed a systematic error. Conclusion: The measurements were considered accurate within the limits and references established for this study. The examiner showed good repeatability in identifying landmarks. The results presented on this study add reliability to the Digital stereophotogrammetry in clinical and research activities, provided there are previously established adequate precision parameters