Contribution of three-dimensional imaging of dento-maxillary structures in anthropology

Les avancées technologiques en matière d'imagerie médicale tridimensionnelle contribuent à renforcer et affiner les études anthropologiques. Les structures dento-maxillaires sont des éléments intéressants en anthropologie (estimation de l'âge d'un individu, détermination du sexe ou étude des populations du passé). En fonction de la structure à étudier et des informations recherchées, différentes analyses peuvent être menées : descriptive, métrique ou morphogéométrique. Dans un premier temps, nous proposerons une étude descriptive de l'anatomie radiculo-canalaire d'une population médiévale française constituée de 70 individus. Nos résultats ont été comparés à ceux d'une population française contemporaine constituée de 329 individus. De nombreuses études montrent que l'anatomie canalaire présente une variabilité selon l'âge et l'origine géographique d'un individu. Dans notre travail, une tendance à l'augmentation du nombre de racine concernant la première prémolaire maxillaire et une simplification de l'anatomie canalaire des prémolaires maxillaires, canines et premières molaires mandibulaires a été observée entre la population médiévale et celle moderne. Il serait alors intéressant de réaliser cette même comparaison sur des populations plus anciennes. Dans un deuxième temps, nous proposerons une étude morphogéométrique sur un échantillon de mandibule et de canines. La morphométrie géométrique est largement utilisée en anthropologie. Néanmoins, la pose manuelle des landmarks peut apparaitre comme une limite. À partir d'un échantillon de 160 mandibules d'individus âgés de 40 à 79 ans (80 hommes et 80 femmes), nous testerons une technique d'automatisation de la pose des landmarks basée sur l'utilisation d'un atlas anatomique. La précision de cette méthode a été étudiée en comparant les coordonnées des landmarks manuels avec ceux automatisés à l'aide de la distance Euclidienne. Malgré une imprécision de l'ordre de 1,7 mm de la méthode automatisée, les mêmes variables, âge, sexe et taille ont été identifiés comme des facteurs influençant la morphologie mandibulaire. Par la suite, l'atlas a été recouvert de points de repères non homologues, appelés pseudolandmarks afin de visualiser les variations morphologiques globales de la mandibule. Nous appliquerons cette même méthode sur un échantillon de canines mandibulaires provenant de la population médiévale et contemporaine. Nous discuterons enfin des limites de l'utilisation d'un atlas unique et nous aborderons les autres méthodes d'automatisation de la pose de landmarks ainsi que les méthodes sans landmark. Enfin, nous préciserons les perspectives méthodologiques, cliniques et pédagogiques de ces nouvelles technologies.Technological advances in three-dimensional medical imaging are helping to strengthen and refine anthropological studies. Dentomaxillary structures are interesting elements in anthropology (estimation of an individual's age, determination of sex or study of past populations). Depending on the structure to be studied and the information sought, different analyses can be carried out: descriptive, metric or morphogeometric. Firstly, we will propose a descriptive study of the root and root canal anatomy of a medieval French population of 70 individuals. Our results were compared to those of a current French population of 329 individuals. Several studies had shown that root canal configuration presents variability according to the age and the geographical origin of an individual. In our work, a trend towards an increase in the number of roots concerning the maxillary first premolar and a simplification of the root canal anatomy of the maxillary premolars, canines and mandibular first molars was observed between the two populations. It would then be interesting to carry out this same comparison on older populations. In a second step, we will propose a morphogeometric study on a sample of mandibles and canines. Geometric morphometry is widely used in anthropology. Nevertheless, the manual landmarking can appear to be a limitation. Using a sample of 160 mandibles from individuals aged between 40 and 79 years (80 males and 80 females), we will test a technique for automatic landmarking based on the use of an anatomical atlas. The accuracy of this method was studied by comparing the coordinates of manual landmarks with those automated using the Euclidean distance. Despite the 1,7 mm inaccuracy of the automated method, the same variables, age, sex, and size were identified as factors influencing mandibular morphology. Subsequently, the atlas was overlaid with non-homologous landmarks, called pseudolandmarks, to visualize the overall morphological variations of the mandible. We will apply this same method on a sample of mandibular canines from the medieval and current population. Finally, we will discuss the limitations of using a single atlas and we will discuss other methods of automating the placement of landmarks as well as methods without landmarks. Finally, we will specify the methodological, clinical, and pedagogical perspectives of these new technologies