A cross-sectional radiographic study of permanent teeth development in Botswana's children

doctoral thesis

• Title (croatian): Prosječna radiološka studija razvoja trajnih zuba u djece u Bocwani
• Author: Jelena Cavrić
• Mentor: Marin Vodanović (mentor)
• Mentor: Ivan Galić (komentor)
• Committee member: Hrvoje Brkić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Jelena Dumančić (član povjerenstva)
• Committee member: Dubravka Negovetić Vranić (član povjerenstva)
• Committee member: Hrvoje Jurić (član povjerenstva)
• Committee member: Davor Ježek (član povjerenstva)
• Committee member: Valentina Rajić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; School of Dental Medicine; (Department of Dental Anthropology); Zagreb
• Defense date and country: 2020-10-16, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: BIOMEDICINE AND HEALTHCARE; Dental Medicine
• Universal decimal classification (UDC): 616.31 - Stomatology

Abstract

Participants and methods: Samples of panoramic radiographs (OPTs) of black African children
and adolescents from the city of Gaborone, Botswana were used to form a suitable sample to study
the development of teeth in this socio-geographic background. The final sample consisted of 1760
OPTs (807 males and 953 females) of individuals aged 6–23 years. a) The developmental stages of
all permanent teeth on the left side of the maxilla and the mandible were evaluated. b) The dental
age (DA) was calculated according to the Demirjian, Willems and Cameriere methods and were
then compared to chronological age (CA) and the difference between DA and CA or (DA-CA) and
mean absolute difference between DA and CA (MAE) was compared on a subsample of 616 OPTs
where at least one mandibular tooth was found with incomplete mineralization, not including third
molars. c) The subsample of third molars was randomly divided into a training dataset (900 OPTs)
and test dataset (394 OPTs), taking into account similar distribution across age groups. The training
dataset was used to generate the best linear regression model for age estimation, while the test
dataset was used to study the performance of the model. d) The same subsample of third molars
was tested according to the Demirjian and Köhler stages and Cameriere I3M to discriminate adults
from minors.
Results and Conclusions: Females are slightly faster in developing permanent teeth, but without
statistical significance, for most of the developmental stages. The Willems and Cameriere methods
were the most accurate for estimating dental age in children. However, in older age groups over
the age of 14, all methods underestimate dental age – the Cameriere method the most – therefore,
they should not be used in children of 14 years of age and older. The linear regression formulas
using Demirjian’s staging method were the most accurate for estimating dental age in the sample
of 13 to 23 years of age, followed by Köhler’s staging method, while the CameriereI3M was the
least accurate. The best performance to discriminate adults from minors was seen with the cut-off
value of I3M<0.08, followed by the Köhler stage A½ in both sexes and the Demirjian stage H in
males and stage G in females, a useful indicator to discriminate individuals of black African origin
who are around the legal adult age of 18 years in Botswana.
Keywords: Botswana, permanent teeth, 3rd molar, dental mineralization, age estimation methods,
age of majority.

Abstract (croatian)

Sudionici i metode: Upotrijebljeni su uzorci panoramskih radiograma (OPT) crne afričke djece i
adolescenata iz grada Gaboronea u Bocvani radi formiranja odgovarajućeg uzorka za procjenu
razvoja trajnih zuba u ovom sociogeografskom okruženju. Konačni uzorak sastojao se od 1760
OPT-ova (807 muškaraca i 953 žena) pojedinaca u dobi od 6 do 23 godine. a) Analizirani su
mineraliazacijiski razvojni stadiji svih trajnih zuba na lijevoj strani maksile i mandibule metodom
prema Demirjianu; b) Dentalna dob (DA), razlika dentalne od kronološke dobi (DA-CA) i
absolutna razlika dentalne od kronološke dobi (MAE) procijenjena je metodama prema
Demirjianu, Willemsu i Camerieru uspoređena je na poduzorku od 616 OPT-ova gdje je pronađen
najmanje jedan mandibularni zub s nedovršenom mineralizacijom, ne uključujući treće kutnjake;
c) Poduzorak od 1294 OPT-a sudionika u dobi od 13 do 23 godine (582 muškaraca i 712 žena)
analiziran je prema Demirjianovim i Köhlerovim stadijima i Camerierovom indeksu razvoja trećih
kutnjaka (CameriereI3M) kako bi se istražila mogućnost primjene svake metode za procjenu dobi.
Poduzorak trećih kutnjaka nasumično je podijeljen na skup podataka za obuku (900 OPT-ova) i
skup podataka za testiranje (394 OPT-a), uzimajući u obzir ravnomjernu raspodjelu po dobnim
skupinama. Skup podataka za obuku korištena je za postavljanje linearnog modela za svaku metodu
dok je uspješnost linaranih modela prema Demirjianu (Demirjian3M), Köhleru (Köhler3M) i
Camerieru (CameriereI3M) provjerena na skupu podataka za testiranje; d) Na istom poduzorku
OTP-a trećih kutnjaka testirane su Demirjianovi i Köhlerovi stadiji te Camerierov I3M u odvajanju
punoljetnih (≥18 godina) od maloljetnih (<18 godina) ispitanika. Učinkovitost pojedinih razvojnih
stadija pojedinih metoda provjerena je s točnošću, osjetljivošću, specifičnošću, omjerima
vjerojatnosti (LR+, LR-), Youdenovim indeksom, vrijednostima pozitivnosti (PPT) i negativnosti
(NPT) testa i Bayesovom vjerojatnošću nakon ispitivanja.
Rezultati: Uspoređujući maksilu i mandibulu, utvrđen je sličan razvoj u različitim stadijima
mineralizacije za većinu zuba. U usporedbi s prosječnom dobi u svakom stadiju razvoja,
uključujući treći kutnjak između muškaraca i žena, vidljivo je da se u žena nešto brže razvijaju
trajni zubi, ali bez statističkog značaja u većini razvojnih stadija. Za procjenu dentalne dobi
uspoređene su Demirjianova, Willemsova i Cameriereova metoda na OPT-ovima 299 muškaraca i
Jelena Cavrić, dissertation________________________________________________________
317 žena, raspona od 6,08 do 16,80 godina starosti. U muškaraca najmanju razliku DA-CA
pokazala je Cameriereova metoda (-0,11 ± 01,16 godina), potom slijede Willemsova metoda (0,58
± 1,00 godina) i Demirjianova metoda (1,26 ± 1,10 godina). U žena najmanja se DA-CA pokazala
primjenom Willemsove metode (-0,10 ± 1,02 godine), nakon čega slijede Cameriereova (-0,33 ±
1,14 godina) i Demirjianova metoda (0,72 ± 1,02 godine). Najmanja prosječna apsolutna pogreška
ili MAE utvrđena je Willemsovom metodom, 0,91 ± 0,71 godina kod muškaraca i 0,81 ± 0,62
godine kod žena. Najveći MAE bio je za Demirjianovu metodu, 1,36 ± 0,96 godina kod muškaraca
i 0,96 ± 0,80 godina kod žena. Usporedba točnosti zubne dobi izračunata linearnim regresijskim
formulama prikazana je u muškaraca, najmanja DA-CA metodom Köhler3M (-0,05 ± 1,81 godina),
nakon čega slijedi metoda CameriereI3M (0,05 ± 2,11 godina), dok je metoda Demirjian3M bila
najmanje točna (-0,20 ± 1,58 godina). U žena najmanja se DA-CA pokazala kod metode Köhler3M
(-0,07 ± 1,89 godina), potom kod metode CameriereI3M (0,17 ± 2,17 godina) te metode
Demirjian3M (-0,24 ± 1,74 godine). Najmanja prosječna apsolutna pogreška ili MAE utvrđena je
za metodu Demirjian3M, 1,32 ± 0,89 godina kod muškaraca i 1,40 ± 1,03 godine kod žena. Najveći
MAE iznosio je za metodu CameriereI3M, 1,74 ± 1,18 godina kod muškaraca i 1,81 ± 1,17 godina
kod žena. Najbolji učinak diskriminacije odraslih od maloljetnika pokazao je graničnu vrijednost
I3M <0,08 u oba spola. Točno je klasificirano 529 od 582 (91%) muškarca te 654 od 712 žena
(92%). Ova vrijednost I3M pokazuje najbolje učinke među ostalim graničnim vrijednostima I3M i
ostalim fazama Demirjian i Köhler. To upućuje na blisku povezanost između punoljetnosti i
činjenice da je taj test bio pozitivan, tj. I3M <0.08. Kod muškaraca je osjetljivost ili omjer ispravno
klasificiranih sudionika starih 18 i više godina bio 0,88 (95% CI, 0,86 do 0,90), dok je specifičnost
ili udio ispravno klasificiranih sudionika mlađih od 18 godina 0,94 (95% CI, 0,91 do 0,96). PPV
testa, koji označuje kod sudionika čiji je I3M <0,08 da je osoba odrasla, bio je 0,94 (95% CI. 0,91
do 0,96), dok je NPV testa, koji označuje da je sudionik čiji je I3M ≥0,08 maloljetnik, bio je 0,88
(95% CI, 0,85 do 0,90). Najviša vrijednost J-indeksa iznosila je 0,83 (95% CI, 0,81 do 0,87) za
graničnu vrijednost I3M <0,10. Omjer pozitivne vjerojatnosti (LR +) bio je 13,67 (95% CI. 9,21 do
21,02), dok je omjer negativne vjerojatnosti (LR-) 0,12 (95% CI, 0,10 do 0,16). Bayesova
vjerojatnost nakon ispitivanja p iznosila je 0,94 (95% CI, 0,90 do 0,98) kod muškaraca. Točnost za
žene bila je 0,92 (95% CI, 0,90 do 0,93), a osjetljivost i specifičnost 0,88 (95% IZ 0,86 do 0,89) i
0,96 (95% CI, 0,94 do 0,98). Vrijednosti PPV i NPV bile su 0,97 (95% CI, 0,94 do 0,98) i 0,87
(95% CI, 0,85 do 0,89), dok je najveća vrijednost J-indeksa iznosila 0,85 (95% CI. 0,80 do 0,88)
Jelena Cavrić, dissertation________________________________________________________
za graničnu vrijednost I3M = 0,10 (tablica 35), kao kod muškaraca. Vrijednosti (LR +) i (LR-) bile
su 23,73 (95% CI, 14,20 do 42,28) i 0,12 (95% CI, 0,11 do 0,15), dok je Bayesova vjerojatnost
nakon ispitivanja je bila 0,97 (95% CI, 0,93 do 1,00). Od razvojnih stadija trećih kutnjaka,
Demirjian stadij H (točnost, 0,87) kod muškaraca i stadij G (točnost, 0,88) kod žena te Köhlerov
stadij A½ u oba spola (točnost u oba spola, 0,88) pokazali su najbolji rezultat u odvajanju odraslih
od maloljetnih ispitanika.
Zaključci: Kod žena se trajni zubi razvijaju nešto brže, ali bez statističkog značaja za većinu
razvojnih stadija u odnosu na muškarce. Willemsova i Cameriereova metoda bile su najtočnije u
procjeni dentalne dobi djece. Međutim, u starijim dobnim skupinama, iznad dobi od 14 godina, sve
metode podcjenjuju dentalnu dob, najviše Cameriereova metoda, i ne smiju se primjenjivati kod
djece starije od 14 godina. Demirjianova metoda iz 1973. godine nije prikladna za rutinsku uporabu
i za procjenu dentalne dobi te je potrebno je uspostaviti posebne Demirjianove standarde za crnu
djecu u Bocvani. Linearne regresijske formule u oba spola primjenom Demirjianovih razvojnih
stadija bile su najtočnije u procjeni dentalne dobi u uzorku od 13 do 23 godine, nakon čega slijede
Köhlerovi razvojni stadiji, dok je Cameriere I3M najmanje točan. Sve metode za procjenu detalne
dobi primjenom trećih kutnjaka podcjenjuju dentalnu dob u dobi od 21 godinu i starije kod oba
spola. Najbolji učinak u odvajanju odraslih od maloljetnika pokazao je granična vrijednost I3M
<0,08, nakon čega slijede stadij A½ prema Köhleru u oba spola te stadij H prema Demirjianu u
muškaraca i stupanj G užena. Ovi rezultati pokazuju da I3M može biti korisna dodatna metoda s
velikom točnošću u pravnoj i forenzičkoj praksi za odvajanje punoljetnih od maloljetnih osoba,
crnaca afričkog podrijetla iz Bocvane.

• Keywords: Dentition; Dental case for children: Radiography; Dental
• Keywords (croatian): denticija; zubna njega za djecu; radiografija; stomatološka
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:127:311397
• Promotion: 2020
• Study programme: Title: dental medicine; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstvo, polje dentalna medicina (doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstvo, polje dentalna medicina)
• Type of resource: Text
• Extent: 122 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access; Embargo expiration date: 2021-01-01
• Created on: 2020-11-13 13:02:45