At miste et øje Konsekvenser for ansigtssymmetrien To loose an eye Consequences of the facial symmetry

Transkript

1 Maj-Brit Bech Johansen At miste et øje Konsekvenser for ansigtssymmetrien To loose an eye Consequences of the facial symmetry Bachelorprojekt, december 2009

2 Rapporten er udarbejdet af: s Maj-Brit Bech Johansen At miste et øje konsekvenser for ansigtssymmetrien Vejledere: Rasmus Reinhold Paulsen, Institut for Informatik og Matematisk Modellering, DTU Marie Louise Roed Rasmussen, Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet Rasmus Larsen, Institut for Informatik og Matematisk Modellering, DTU Peter Toft, Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet DTU Elektro Danmarks Tekniske Universitet 2800 Kgs. Lyngby Denmark Projektperiode: 17/ /12-09 ECTS: 15 Uddannelse: Retning: Klasse: Udgave: Bemærkninger: Bachelor Medicin og Teknologi Offentlig 1. udgave Denne rapport er indleveret som led i opfyldelse af kravene til ovenstående uddannelse på Danmarks Tekniske Universitet. Rettigheder: Maj-Brit Bech Johansen, 2009 Maj-Brit B Johansen s Side 2 af 69

3 Indhold INDHOLD 3 ABSTRAKT (DANSK) 5 ABSTRACT (ENGLISH) 5 FORORD 6 INDLEDNING 7 ØJET 8 ØJETS ANATOMI 8 DET YDRE ØJE OG ØJENOMGIVELSERNE 8 ØJEÆBLET 9 MANUEL MÅLING AF ØJNE 10 OPERATIVE PROCEDURER 12 ENUCLERATION 12 EVISCERATION 12 EXENTERATION 12 PROTESEN EFTER OPERATIONEN 13 KOMPLIKATIONER 13 SULCUS SUPERIOR SYNDROM 13 STATISTIK 16 FJERNELSE AF ØJE 16 NORMALANSIGTET 16 MAHALANOBIS-AFSTAND 18 PRODUKTET 20 FREMGANGSMÅDE 20 CPSELECT.M 20 OPRETNING.M 21 PTDATA_STATISTIK.M 24 NORMALDATA_STATISTIK.M 25 PT_PAA_NORMAL.M 25 MA_MANUEL.M 26 RESULTATER 27 IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ IMG_ Maj-Brit B Johansen s Side 3 af 69

4 IMG_ IMG_ FEJLKILDER 34 DISKUSSION 36 MAHAL-UDREGNING 36 LISTNING EFTER MALAHANOBIS-AFVIGELSE 36 LISTNING EFTER FORSKELLEN TIL NORMALBEFOLKNINGEN 37 MANUEL-UDREGNING 38 LISTNING EFTER MALAHANOBIS-AFVIGELSE 38 LISTNING EFTER FORSKELLEN TIL NORMALBEFOLKNINGEN 38 LISTNING EFTER FAKTISKE MÅL 40 TENDENS 40 FREMTIDEN I ANSIGTSOPMÅLING 41 KONKLUSION 42 FIGURREFERENCER 44 TABELREFERENCER 45 LITTERÆRE REFERENCER 46 APPENDIKS 48 APPENDIKS A OPRETNING.M 48 APPENDIKS B PTDATA_STATISTIK.M 50 APPENDIKS C NORMALDATA_STATISTIK.M 58 APPENDIKS D PT_PAA_NORMAL.M 67 APPENDIKS E MA_MANUEL.M 69 Maj-Brit B Johansen s Side 4 af 69

5 Abstrakt (Dansk) Der har i Danmark været en tendens til, at patienter, der har fået fjernet et øje og har fået protese i stedet, blev afsluttet fra øjenafdelingen. Fjernelsen af øjet var finaleoperationen efter hyppige eller fejllykkedes operationer eller behandling. Mange patienter får over tid en del sene kosmetiske og funktionelle komplikationer til det fjernede øje, kaldet sulcus superior syndromet. For at vælge den bedste behandling mod de sene komplikationer er det vigtigt at have et objektivt mål for asymmetrien øjnene imellem. Formålet for denne rapport er derfor at komme med et forslag til et tal, der beskriver alle asymmetriske features i det menneskelige ansigts øjeomgivelser. Metoden hertil vil være udregning af syv afstande i det menneskelige ansigt og benyttelse af disse til beregning af mahalanobis-afstand sammenlignet med normalbefolkningen. Mahalanobis-afstand blev udregnet både manuelt og via Matlab s indbyggede mahalanobis-afstandsmåler, mahal. Grundet stor korrelation i normaldata udsendte mahal en advarsel om en næsten singulær kovariansmatrix. Alligevel kom mahal frem med de bedste resultater i forhold til den manuelle måling. Det er dog ikke blevet testet, hvorvidt dette var et rent tilfælde, eller om det virkeligt var denne rækkefølge, der var den rigtige. Det anskues, at grunden til, at den manuelle udregning ikke kom med specielt gode resultater, var den ekstra bias, der skulle tilføjes for at undgå singularitet i kovariansmatricen. Abstract (English) There has been a tendency in Denmark that patients, who have had their eye, removed and have an artificial eye instead, were completed from the eye-department. The removal of the eye was the last possible way out when other kinds of treatment had failed. At a great part of the patients, the removal of their eye causes some late cosmetically and functionally complications over time in the removed eye, called the sulcus superior syndrome. It is important to have an objective measurement for the eyes, in order to choose the best way of treatment against the late complications. The purpose of this report is therefore to come with a suggestion to a number, which describes all asymmetrical features in the human facial eye area. The method for this is to do a calculation of 7 distances in the human face and use these in order to calculate the mahalanobis distance, and compare that to the standard population. The mahalanobis distance was calculated both manually and with the help of Matlab s build in mahalanobis distance measurer, mahal. Since there is great correlation in the normal data, the mahal sent a warning about an almost singular covariant matrix. The mahal came with the results which were best fitting compared with the manual measuring, nevertheless. It has not been tested, though, if this was a coincident or if this order were the correct. It looks like that the reason that the manually calculation did not come with any good results was because of the extra bias, which were to be added in order to avoid singularity in the covarians matrice. Maj-Brit B Johansen s Side 5 af 69

6 Forord I foråret 2006 skrev Marie Louise Roed Rasmussen sin medicinske kandidatopgave (osval) vedrørende kosmetiske senkomplikationer ved indlægning af hydroxyapatit efter enucleration/eviceration og brug af Akrylprotese. Patienter, der havde fået erstattet det ene øje med en protese i perioden , blev inviteret til at være med i dette projekt. Af disse mødte 173 op. Patienter fik ved opmødet taget et 2D billede forfra med et almindeligt digitalkamera, fik øjeomgivelserne opmålt og blev udspurgt om deres liv med protesen. Dette projekt vil i vid udstrækning bearbejde samme emne. Billeddata til brug i dette projekt er således de samme data, som Marie Louise Roed Rasmussen kreerede under sin osval. Ordvalget vil være semimedicinsk, dog vil alle benyttede medicinske ord blive forklaret i de indledende teoriafsnit af rapporten. Det bør nævnes, at før der blev arbejdet på projektets multivariate løsninger, blev metoden testet på univariate løsninger. Disse er dog ikke medtaget i selve rapporten for at undgå at rapporten bliver for lang. Produktet, som det er i denne rapport, har banet vejen for ansigtssymmetrimåling i to dimensioner. Første skridt i videreudvikling af produktet er automatisering af målepunktpåsætningen samt udvidelse af normalpopulationsmaterialet, så dette også består af ældre mennesker og flere kvinder. Næste punkt vil i fremtiden være en automatisering af punktsætningen i tre dimensionale billeder, som ville kunne bruges i klinikken og på hospitalerne. Jeg vil gerne have lov til at rette en tak til mine vejledere. Specielt Marie Louise Roed Rasmussen, der har været god til råd og vejledning i teoriudarbejdelsen skal have tak samt tak til Rasmus Reinhold Paulsen for god inspiration til den tekniske del af arbejdet. Herudover vil jeg også gerne takke Bjarne Kjær Ersbøll for vejledning omkring det rent statistiske i projektet. Maj-Brit B Johansen s Side 6 af 69

7 Indledning I Danmark fjernes i omegnen af 160 øjne på årsbasis. Generelt er det enden på langvarig behandling af anden sygdom eller resultatet af traume, der medfører fjernelse af det beskadigede øje. 1 Der har gennem evolutionen været fokus på de største, højeste, klareste og fineste egenskaber hos hanner fra hunnernes side for at sikre artens fortsættelse. Asymmetriske hanner ville ikke blive set som gode avlshanner og ville derfor ikke få lov til at parre sig og derved føre generne for asymmetri videre. Det samme gælder også for både menneskelige hunner og hanner. 2,3 Specielt ansigtet er menneskenes vurdering udadtil. Ansigtet benyttes bl.a. til at udsende signaler om sindsstemninger og identitet. 4 Fratager man en person evnen til at vise dette, vil man samtidig isolere personen. Studier af personer med misdannede ansigter contra personer med normale ansigter viser, at de med misdannede ansigter lider i højere grad af social fobi og isolering end normalbefolkningen. Mennesker med misdannelser bliver oftere ilde set af normalbefolkningen, som tillader sig grov kritik, væmmelse og at ynke de pågældende. 5 Dette har selvfølgelig stor betydning for patienterne, da de ikke blot mister synet på det ene øje og afstandsbedømmelsen, men også kan miste både socialitet og deres professionelle arbejde. Det har blandt øjenlæger og kirurger været overset i mange år, at patienter kan få alvorlige psykosociale følgevirkninger efter operativ fjernelse af øjeæblet. For patienterne er det som at løbe hovedet mod en mur at få hjælp til at afhjælpe deres sene komplikationer, der typisk opstår op til flere år efter operationen. Følgevirkningerne hænger i nogen grad sammen med det kosmetiske resultat efter fjernelse af øjet og tilvendelsen til protese. Der er derfor brug for en standard, der kan fortælle fra et objektivt synspunkt, om det kosmetiske resultat er tilfredsstillende. I denne rapport vil et tilfredsstillende resultat af en operation primært være defineret ved det symmetriske resultat. Arbejdet bag denne rapport har til formål at finde en matematisk metode til analyse af patientbilleder til opmåling af ansigtssymmetri. Metoden vil blive afprøvet på billeder af patienter, der har gennemgået operativ fjernelse af det ene øje og siden har fået tilegnet en protese. Maj-Brit B Johansen s Side 7 af 69

8 Øjet Øjets anatomi Øjets anatomi er delt i øjeæblet og det ydre øje, hvorfor disse to vil blive beskrevet hver for sig. Det ydre øje og øjenomgivelserne Øjenbrynet ses som en tæt hårafgrænsning af den øvre øjenregion. Øjenbrynets opgave er at beskytte øjet mod tilflyvende snavs. Øjenbrynet afgrænser det øvre øjenlåg, palpebra superior, mod panden. Palpebra superior sørger for at renholde samt beskytte hornhinden, cornea, og beskytte øjet mod stærkt lys, partikler og mekanisk påvirkning. Omtalt anatomi ses på skitsen Figur 1. Figur 1 Caudalt for det øvre øjenlåg er det nedre øjenlåg, palpebra inferior. Palpebra inferior har samme formål som det palpebra superior, men har herudover en ekstra funktion i at støtte øjet og holde det inde i øjenhulen, orbitae. Samlet set kaldes det øvre og nedre øjenlåg for palpebra. På kanten af begge palpebra findes en række hår kaldet øjenvipper, oculare cilia. Ciliernes opgave er ligesom brynets at beskytte mod snavs og partikler. Der hvor palpebras øvre og nedre kant mødes kaldes den indre øjenkrog, canthus medialis, mod næseryggen henholdsvis den ydre øjenkrog, canthus lateralis, mod tindingen mm superiort for cialierne, findes øverste fure, superior palpebral sulcus, der er en hulning, der gør det muligt for den overskydende hud ved øjenåbning ikke at klumpe sammen. Samme mekanisme ses også i palpebra inferior, her ses furen 5 mm under kanten og kaldes den inferiore fure, inferior palpebrale sulcus. 6 Øjets bevægelser og palpebras bevægelser er styret af øjenmuskulaturen vist på Figur 2. Maj-Brit B Johansen s Side 8 af 69

9 Figur 2 Kilde: De kommende tal i parenteser refererer til tallene på Figur 2. M. rectus superior (1), m. rectus inferior (2), m. rectus medialis (3) og m. rectus lateralis (4) samt m. obliqus superior (5) og m. obliqus inferior (6) er primære til bevægelse af øjet. M leveator palpebrae (7) benyttes til at åbne øjet (trække øjenlåget op med). På Figur 2 ses også n. opticus (8), det øvre øjenlåg (10) og det nedre øjenlåg (11). På Figur 3 ses hvilke veje, musklerne 1-6 bevæger øjet. Man kalder med et samlet ord øjeæblet og musklerne 1-4 for muskel-keglen. Figur 3 Kilde: redigeret fra Øjeæblet Øjeæblet er den del af øjet, der er kugleformet/æbleformet og placeret i orbitae. Øjenæblet er inddelt i mange lag, hvor det yderste lag er senehinden, sclera, som er en stærk og sej hinde, der skal beskytte øjet mod traumer. Den frontale del af sclera er kendt som det hvide i øjet, og der hvor sclera grænser op mod regnbuehinden, iris, bliver hinden glasklar og kaldes cornea. Cornea dækker iris og har til formål dels at beskytte iris og derved øjets indre sanseceller, dels er cornea en af de brydende medier i synet. 7 Iris styres autonomt af lysforholdet omkring den. Iris indeholder en cirkulær ringmuskel, m. sphincter pupillae, inderst og en radiær muskel, m. dilator pupillae, udenom. Ved stærkt lys vil m. sphincter pupillae trække sig sammen, og hullet i midten, pupillen, bliver mindre. Ved svagt lys vil pupillen udvide sig for at få mere lys ind på sansecellerne i retina. Dette gøres ved, at radiærmusklen trækker sig sammen. 7 Denne refleks har en protese ikke, og den vil derfor typisk have større pupil end det raske øje, da det raske øje stadig vil reagere på blitzen. Maj-Brit B Johansen s Side 9 af 69

10 Det resterende af øjeæblet har ingen betydning for forståelsen af rapporten og vil derfor ikke blive omtalt yderligere. Manuel måling af øjne Opmåling af ydre okulare afstandsdata har i flere år foregået ved brug af lineal, hertel og øjemål. Et hertelmål er afbilledet på Figur 4 A og B. Herfra ses at et hertelmål er en specialbygget lineal med spejle og markeringer, således at målingerne kan laves ud fra en standardiseret vinkel. Hertelmålet angiver positionen af hornhindens vertex (højeste punkt som også er pupillens midtpunkt) i forhold til canthus lateralis og beskriver herved dybden af øjets lejring i orbitae (graden af enophthalmos og exophthalmos) samt afstanden mellem de to canthi lateralis på begge sider af ansigtet. Figur 4 Kilde: Marie Louise Roed Rasmussen Figur 6 A viser opmålingen af patientens øjenhøjde. Linealens nulpunkt placeres ved den lavest liggende kant af øjenåbningen, og den højest liggende kant af øjenåbningen projekteres ind på linealen, hvis disse ikke ligger lige over hinanden. Måling af øjnenes placering i horisontalplanet sker ved at placere en centrum-lineal horisontalt med midtpunktet på næseryggens midte og derfra måle afstanden til cathus medialis som vist på Figur 6 B. Der er også opfundet en maskine, et pupillometer, der foretager opmåling af intrapupillarafstanden, denne er vist på Figur 5. Figur 5 Kilde: Marie Louise Roed Rasmussen Måling af iris midterposition sker også ved brug af lineal ved at holde en centerlineal vandret og en anden lineal ortogonalt på ud fra pupillens midte. På den første lineal aflæses som vist på Figur 6 C der, hvor de to linealer krydser. Målingen skal foretages én gang for hvert øje. Maj-Brit B Johansen s Side 10 af 69

11 Figur 6 Kilde: Marie Louise Roed Rasmussen Måling af lagofthalmus (manglende lukning af øjet) udføres ved at bede patienten om at lukke øjnene og derved måle øjenspalten på det åbne øje. På denne måde kan man måle følgende afstande: Øjenhøjde Øjenbredde EBD (Eye Brow Distance): Afstanden mellem brynets inferiore linje og øjenåbningens superiore linje BSD (Brow Sulcus Distance): Afstanden mellem brynets inferiore linje og sulcus superior SED (Sulcus Eye Distance): Afstanden fra øje til sulcus superior Vertikal symmetri: Placering af øjnene i forhold til hinanden i vertikalplanen Horisontal symmetri: Placering af øjnene i forhold til hinanden i horisontalplanen. Disse afstande er vist på Figur 7 a: Øjenhøjden b: Horisontal symmetri c: SED d: EBD f: BSD h: Øjenbredden g contra i: Vertikal symmetri Figur Idet e også er et tal og i Matlab vil opfattes som en potens af 10, er e med vilje ikke brugt som et mål på Figur 7. Maj-Brit B Johansen s Side 11 af 69

12 Operative procedurer I Danmark benyttes tre øjenamputationstyper: enucleration, evisceration og exenteration. Hvert af disse vil nu blive optalt hver deres delafsnit. Enucleration Enucleatio bulbi, eller på dansk enucleation, er den kirurgiske måde at fjerne hele øjenæblet og n. opticus. Ved operationen indlægges et implantat mellem øjets muskler, som det efterfølgende syes fast til. Implantatets funktion er dels at udfylde hulrummet dels at sikre bedre motilitet af protesen. På Figur 8 ses en tegning over enucleations-princippet. Figur 8 Kilde: Enucleration kan foretages under både lokal og fuld narkose. 8 Metoden er standardmetoden for større oculære maligne og benigne tumorer, men bruges også ved større penetrerende traumer og større obitale infektioner. 9,10 Evisceration Evisceratio bulbi, eller på dansk evisceration, er den kirurgiske måde at fjerne hele øjenæblets indhold, hvor det omgivende væv (scalera med muskler) lades tilbage. I de fleste tilfælde fjernes cornea ved evisceration. Fordelen ved evisceration er, at kun øjenæblet penetreres, hvilket giver en mindre kosmetisk effekt, idet der efterlades større volumen tilbage i obitae. Effekten af et større volumen gør også, at protetikere kan lave protesen tyndere, medførende bedre patientkomfort og motilitet af protesen. 10 Evisceration benyttes ved traumer, smertende blindt øje og kosmetisk utilfredsstillende blindt øje samt endopthalmitis uden infektion af scalera. I mange tilfælde vil evisceration blive foretrukket frem for enucleration, da evisceration er kirurgisk nemmere at udføre, og da motiliteten af protesen og kosmetikken generelt er bedre efterfølgende. 10 Exenteration Exenteratio orbitae er den kirurgiske metode, der benyttes, hvis både øjenæblet og det omgivende væv, herunder n. opticus, muskler eller fedt, er beskadiget eller sygt. Dette er derfor den største operation af de tre i denne rapport nævnte kirurgier. Da ingen patienter i billedmaterialet har fået foretaget dette indgreb, vil dette ikke blive nærmere omtalt. 10 Maj-Brit B Johansen s Side 12 af 69

13 Protesen efter operationen Efter operationen får patienten en protese. Denne lejres som vist i tværsnittet på Figur 9, hvor den store cirkel er implantatet, og den croissant-formede del fortil i øjet er protesen. 10 Figur 9 Kilde: Migliori ME. Enucleation, evisceration and exenteration of the eye. USA: Butterworth-Heinemann; 1999 Protesen holdes normalt fast af palpebra, men i særlige tilfælde kan protesen fastholdes ved brug af en koblingspind fra protesen og ind i implantatet, denne er dog ikke vist på Figur 9. Implantatet hviler på fornix inferior. Implantatet er lidt mindre end det forhenværende øje, og det vejer sammen med protesen mere end det normale øje, og det er noget af forklaringen på hvorfor mange patienter oplever komplikationer flere år efter operationen. 10 Komplikationer Der kan opstå komplikationer både under og efter et kirurgisk indgreb. De komplikationer, der opstår over år, kaldes sene komplikationer. Da denne rapport omhandler patienter med sene komplikationer, vil de operative og tidligere postoperative komplikationer ikke blive nærmere beskrevet. De sene komplikationer er: Eksposition Blottelse eller udstødning af implantatet 11, evt. fulgt af orbital infektion 12 Sulcus superior syndrom Fælles betegnelse for 6-7 anatomiske langtidseffekter ved brug af protese 10 (se afsnittet om sulcus superior syndromet senere i rapporten) Phantom Eye syndrome Samlet betegnelse for fantomsmerte og synshallucinationer og fantomfølelser i det bortopererede øje. 13 Herudover kan patienterne lide af psykiske mén, som følge af operationen. 10 Den af komplikationerne, der hyppigst er set hos patienter med orbital protese, er Sulcus superior syndromet, hvorfor denne vil blive omtalt i sit eget afsnit. Sulcus superior syndrom Sulcus superior syndromet er en overordnet betegnelse for de 6-7 hyppigste anatomiske og kosmetiske langtidseffekter efter fjernelsen af øjet (øjen amputation). Der er lettere uenighed mellem øjenlæger og protetikere om, hvilke komplikationer der skal medregnes, idet protetikere mener lagophthalmos og hypoglobus bør medregnes. 14 Begge er dog enige om følgende symptomer: Enopthalmos (dybtliggende øje/tilbagesynkning af øjet i obita) Dyb sulcus superior Maj-Brit B Johansen s Side 13 af 69

14 Slaphed i fornix inferior/insufficient fornix inferior Øjenlågsforandringer opdelt i to undergrupper o Entropion (Øjenlågene vender vipperne indad eller langs med øjet) o Ectropion (Øjenlågene vender vipperne udad langs med huden) Ptose (Nedsynkning af palpebra superior) Lagophthalmos (manglende mulighed for sufficient lukning af øjenlågene) 10,14 Herudover kan patienterne også have problemer med øjnenes placering i forhold til hinanden og i forhold til sagitalplanen 15 eller vertikalplanen (hyper- og hypoglobus). 14 Dyb sulcus superior fremkommer typisk som en række af begivenheder. Alle har følgende acceleratorer: 10 Vægten af protese og implantat er øget i forhold til det oprindelige øje Tyngdekraften virker på både implantat og væv og trækker disse nedad Størrelse af implantatet er mindre end det oprindelige øje Alderens vævstræthed medfører mangel på elasticitet Bestråling medfører mangel på elasticitet. Figur 10 Kilde: Migliori ME. Enucleation, evisceration and exenteration of the eye. USA: Butterworth-Heinemann; 1999 Implantatets diameter er mindre end øjets normale diameter som vist på Figur 10A og B og giver derfor ikke samme støtte til de obitale strukturer, som det oprindelige øje havde, hvilket medfører, at m. rectus superior samt leverator-komplekset trækkes nedad. Altså vil et implantat gradvist falde nedad og fremad i vævet og gradvis udslette fornix inferior. Protesen vil dermed miste sin støtte i fornix inferior, og herefter kan den kun falde to veje: enten bagover i fornix superior eller ryge ud af øjenhulen. Protesen vil samtidigt over tid strække palpebra inferiors samt fornix inferiors ligamenter ud og herved bevæge sig længere ned mod kinden. Protesens og implantatets bevægelsesretninger er vist på Figur Maj-Brit B Johansen s Side 14 af 69

15 At miste et øje konsekvenser for ansigtssymmetrien Figur 11 Kilde: Migliori ME. Enucleation, evisceration and exenteration of the eye. USA: Butterworth-Heinemann; 1999 Enkelte af patienterne med kræft har fået bestrålet det bortopererede øje, før det blev fjernet. Dette kan medføre yderligere vævstræthed i det væv, der rammes, medførende acceleration af implantatets og protesens vej nedad. 10 Et typisk eksempel på, hvordan et Sulcus Superior syndrom kan opstå kunne være: Implantatet trækkes ned over tid grundet påvirkning fra tyngdekraften. Da implantatet er mindre end det oprindelige øje, har det en mindre overflade at fordele tyngden over, og derved øges kraftpåvirkningen på støttepunktet. Dette forværres af tyngden af implantatet.10 Som implantatet og den medførende muskel-kegle gradvist falder ned, bliver der mindre plads til protesen i fornix inferior. Protesen kan da rotere to veje, den ene er ud af orbitae og den anden er bagud. Altså vil patienten tabe protesen eller den vil lægge sig med større tyngde på implantatet. Sker sidstnævnte, vil der opstå et hul over protesen, der vil kunne ses som en udhulning i det superiore palpebra. Patienten har nu fået dyb sulcus superior.10 Implantatetstøtter primært på fornix inferior og vil derfor strække dets ligamenter ud over tid. Dette giver slaphed i fornix inferior. Dette forværres af den aldersbetingede vævsslaphed. Denne proces giver mere plads inferiort i orbitae og er med til, at implantatet yderligere kan migrere, hvilket yderligere forstærker processen omkring den dybe sulcus superior.10 Disse processer forstærker hinanden, idet en dyb sulcus ofte medfører, at patienten får en større og mere kompliceret protese, der vejer mere og derfor yderligere tynger nedre øjenlåg.10 Et eksempel på en patient med dyb sulcus superior er vist på Figur 12, hvor øjet til venstre (patientens højre øje) er det protesebærende, og det andet er raskt. Figur 12 Kilde: redigeret fra IMG_0075 Maj-Brit B Johansen s Side 15 af 69

16 På Figur 12 ses også slaphed i fornix inferior samt ectropion (vender øjenvipperne udad) af patientens højre øje. Det er ikke unormalt at se patienter med flere symptomer samtidigt, hvorfor sulcus superior syndromet er en ret normal langtidsbivirkning ved fjernelse af et øje. Det er muligt både protetisk og operativt at rette de forskellige del-komplikationer op, men mange gange vil forbedring af én tilstand betyde forværring af en anden. Statistik Dette afsnit vil bestå af to dele, hvem der får fjernet et øje, og hvordan normalansigtet ser ud. Fjernelse af øje Der fjernes 1,16 3,8 øjne årligt per individer i de vestlige lande. 16,17 I Danmark blev der lavet en undersøgelse over 345 patienter, der fik fjernet øjet over en syvårig periode fra Af disse var 183 mænd og 162 kvinder alle i aldersgruppen år med en median på 53 år. 1 De hyppigste årsager til fjernelse af et øje var: smertende blindt øje, traumer, malignitet, kosmetisk skæmmende blindt øje samt infektioner samt komplikationer ved andre behandlinger. Teknikken til fjernelse af øjet var i 174 tilfælde evisceration, 154 tilfælde enucleation og i 17 tilfælde exenteration. 1 Normalansigtet Normalansigtet har været centrum for et tidligere projekt på DTU. Ved brug af en Active Appearance Model (AAM) har det i det tidligere projekt været muligt at finde og beskrive normalansigtet ud fra 40 portrætter af 7 kvindelige og 33 mandlige personer uden nogen sygdomme i ansigtet. 18 På Figur 13 ses de tre hovedansigtstræks gennemsnit og dennes tillagt/fratrukket tre standarddeviation-enheder. Figur 13 Kilde: M. B. Stegmann, B. K. Ersbøll, and R. Larsen. FAME - a exible appearance modelling environment. IEEE Trans. on Medical Imaging, 22 (10): , 2003 Via DTU ansigtsdatabase 18 fandtes de i Tabel 1 udregnede mean-værdier for de ønskede data. Værdierne er fremkommet ved brug af programmerne omtalt i afsnittet programmer. Maj-Brit B Johansen s Side 16 af 69

17 Tabel 1 Øjenhøjde Øjenbredde EBD BFD FED Højre øje Venstre øje Vertikal symmetri Horisontal symmetri Ing et al har forsøgt at sammenkode asymmetri i fotomodellers og kendtes ansigter. De havde specielt blik på øjnene og fandt de pæne attraktive ansigter til at have følgende mean-værdier for begge køn. 19 Tabel 2 Øjenhøjde Øjenbredde EBD BFD FED Højre øje Venstre øje Vertikal symmetri Horisontal symmetri < Ej opgivet Ud over det i Tabel 2 nævnte materiale fandtes et normal-materiale bestående af 20 mænd og 20 kvinders sulcus superior længdemål. Disse blev udregnet til 27.0±1,3 mm for kvinder og 29.6±2.0 mm for mænd. Mens afstanden mellem de to cansus medialis var opgjort som en samlet værdi på 31.4±3.9 mm. Der blev herudover også observeret en tendens til, at kvinderne havde større forskel i brynenes placering, mens mændene havde tendens til forskellig øjenlængde med orbital dystrofi. Altså ville mændene have større tendens til malplacering af det ene øje contra det andet øje. 19 Maj-Brit B Johansen s Side 17 af 69

18 Mahalanobis-afstand Givet værdierne for en række observationer, ( x x2... x n ) altså x i = 1, hvor hver x indeholder afstandene, Ligning 1 Højde Brede EBDi ESDi SBDi Middelværdien af måleobservationerne kan findes via formlen Ligning 2 xi i= µ x = 1 n Og standardafvigelsen (herfra STD afvigelse) via formelen σ n Ligning = n i= 1 i n ( x i µ ) Observationerne i Ligning 1 vil optimalt set ligge inden for en N(µ,σ 2 ) fordeling, men da vi ikke har uendelige observationer, vil data kun ligge inden for en t(n+m-2) fordeling, hvor n er antallet af raske personer i normal-materialet, og m er antallet af syge personer i patient-materialet. Da der ikke eksisterer uendelig mange data, vil Ligning 3 ikke være dækkene og må estimeres ud fra den mængde eksisterende data, der dog findes. Derfor kan STD afvigelsen estimeres ud fra formlen Ligning 4 i ( x µ ) ( x µ ) T n σ = 1 ˆ x i x i x n 1 i=1 Antages de raske observationer, x, at være bestående af n antal og de syges observationer, y, at være bestående af m antal, kan man overføre de i Ligning 4 beskrevne regneobservationer til formlen herunder, hvor de syges observationer er beskrevet. Ligning 5 ( y µ ) ( ) T y y µ y m σ = 1 ˆ y i i m 1 i=1 Mahalanobis-afstanden er overordnet set antallet af STD-afvigelser mellem middelværdierne af to observations mængder. Så for at kunne estimere mahalanobis-afstanden skal de raske og de syge have samme STD afvigelse, men ikke samme middelværdi. Raske og syge vil da samlet have STDafvigelse givet via ligningen 20 Ligning 6 ( n 1) ˆ + ( m 1) σ x ˆ σ y ˆ σ = m + n 2 Som tidligere omtalt er mahalanobis-afstanden den afstand, der er mellem middelværdierne for den ene population af raske og den anden population af syge ansigtsmål. Denne skal normaliseres for at give mening, hvorfor man ved hjælp af kovariansen kan vurdere sandsynligheden for, at et datasæt kan afvises som symmetrisk inden for normal-ansigtssymmetri. Kovariansen er angivet nedenfor Maj-Brit B Johansen s Side 18 af 69

19 Ligning 7 n = ( ) ( ) + m S x i µ x y j µ y n + m 2 i= 1 j= 1 I én dimensional måling vil afstanden mellem middelværdierne være givet via ligningen nedenfor til venstre og i to dimensionale afstande vil dette se ud som i ligningen nedenfor til højre. 20 Ligning 8 Ligning 9 ( ) 2 µ x µ y z = 2 n m µ x µ y z = n + m S S + n m Dette kan overføres til flere dimensioner ved hjælp af mahalanobis-afstand, som er givet ved 20 T Ligning 10 ( µ x µ y ) ( µ x µ ) 2 T y = ˆ σ Ligesom i Ligning 9 kan Ligning 10 også gøres til en teststørrelse ved at gange en faktor på, herved fremkommer 20 Ligning 11 ( µ µ ) n m 2 T x T = ( µ µ ) y + x y n m ˆ σ Udregnes dette på både normalbefolkningen og på patienterne, opnås et estimat af, hvor sikkert man kan anskue en person som en del af normalbefolkningen. Ved at trække gennemsnittet af normalbefolkningen fra Ligning 11 opnås altså afvigelsen af hver enkelt patient fra normalbefolkningen. Maj-Brit B Johansen s Side 19 af 69

20 Produktet Foregående projekter har arbejdet med asymmetri som variable bestående af målene for øjenhøjde og -bredde, EBD, BSD, SED og intrapupillær-afstanden og afstanden fra pupil til næseryggens midte. 15,19 Dette projekt vil også tage udgangspunkt i ovenstående, dog vil alle afstande mellem pupillen i et øje og pupillen i det andet øje samt næseryggen ikke blive benyttet. Dette sker som følge af, at lysreaktionseffekten i en blitz vil skabe yderligere asymmetri på protesesiden end ved et normalt fungerende øje, som fortalt i afsnittet om øjeæblets anatomi. Projektet vil herudover forsøge at finde en sammenhæng mellem data for til slut at kunne udtrykke ansigtssymmetrien med én enkelt variabel. For at få denne variabel er malahanobis afstand benyttet. Fremgangsmåde Følgende fremgangsmåde beretter om, hvordan datafilerne med de anatomiske datapunkter er blevet til, samt hvilken rækkefølge programmerne bliver benyttet i, og hvad de gør. Hvis der ikke står, at et program i Matlab er forudindbygget, er det en fil, der er lavet specielt til dette projekt. Alle ikke forudindbyggede Matlab scripts er vedlagt i appendiks A-E. cpselect.m På det udleverede billedmateriale ses tendens til, at patienterne sidder skråt med hovedet. For at rette dette op, påsættes målepunkter svarende til dem vist i Figur 14. Figur 14 Følgende billedmateriale er beregnet ud fra billedet på Figur 15. Maj-Brit B Johansen s Side 20 af 69

21 Figur 15 Først køres cpselect.m på Figur 15, således opnås Figur 16. Der sættes ét punkt på det venstre billede, efterfulgt af ét punkt på det højre billede, indtil alle punkter fra Figur 14 er indsat på billedet. Figur 16 For at eksportere data fra punkterne til Matlab s kommando-promt benyttes genvejsfunktionen ved at holde Ctrl og e nede samtidigt. Der vil nu blive foreslået to navne base_points og input_points, som vil indeholde punkterne for de to billeders koordinater i pixels. Efterfølgende skal data gemmes i en fil ved brug af Matlab s save-kommando. Nu kan opretning.m køres. Opretning.m Målepunkterne på højre og venstre side tegnes sammen med en reference-linje gennem næsetippen, som set på Figur 16. Middelværdien af referencepunkterne fra Figur 16 bliver plottet sammen med en referencelinje på Figur 17. Maj-Brit B Johansen s Side 21 af 69

22 Figur 17 Det ses af Figur 17, at målepunkterne er plottet på hovedet. Dette er kun tilfældet under beregningerne, men ikke i outputtet fra funktionen. Herudover ses det, at patienten på billedet ikke har holdt hovedet helt lodret, idet de blå punkter ikke er symmetrisk fordelt over den røde linje. For at rette dette op skal målepunkterne translateres og roteres, herved opnås Figur 18. Figur 18 Bemærk, at de blå punkter i Figur 18 er placeret mere symmetrisk på begge sider af den røde lodrette linje i midten af figuren end på Figur 17. Bemærk samtidigt, at punkterne har lige stor indbyrdes afstand og vinkler hinanden imellem, mens deres vinkel i forhold til lodret er ændret. Ved overførsel af samme rotation og translation af Figur 15, som benyttet i Figur 18, opnås Figur 19. Billedet har altså ændret sig fra Figur 15 til Figur 19. Bemærk, at specielt næsen er mere lodret nu end før opretningen. Maj-Brit B Johansen s Side 22 af 69

23 Figur 19 Nu kan vurdering af øjnene begynde. Igen benyttes cpselect.m som beskrevet tidligere. Dog er det nogle nye markør-placeringer. De nye markører sættes på som vist på Figur 20 Figur 20 Herved bliver 1 referencepunktet mellem højre og venstre øje og skal derfor omhyggeligt sættes i midten af øjnene på næsetippens spids. Punkternes placering så på patienten ud som vist på Figur 21. Maj-Brit B Johansen s Side 23 af 69

24 Figur 21 Idet data gemmes i to nye filer, kan målepunkterne loades ind i kommandoprompten igen til enhver tid. Der er herved opnået de datapunkter, der er nødvendige for, at mahalanobis tal kan beregnes. Men først skal ovenstående procedure gennemgås på alle ansigter i undersøgelsen. Ptdata_statistik.m Som omtalt i teorien vil en læge typisk benytte øjenhøjden, øjenbredden, EBD, BSD og SED for at vurdere, om en patient har et symmetrisk ansigt. Disse kan i programmet måles ved regnestykkerne vist i Tabel 3, idet der benyttes værdier fra Figur 21, idet der benyttes de i Figur 22 anvendte bogstaver. Figur 22 Den vertikale og den horisontale symmetri vil være givet ved et tal med enten negativ eller positiv fortegn. For den vertikale forskydning gælder, at et negativt fortegn fortæller, at øjet til venstre sidder mere lateralt end øjet til højre. Ligeledes vil et positivt resultat vise en mere medial placering af højre øje i forhold til venstre. Den horisontale forskydning vil være negativ, hvis øjet til højre sidder længere oppe end øjet til venstre, og positiv ellers. Idet e også er et tal og i Matlab vil opfattes som en potens af 10, er e med vilje ikke brugt som et mål på Figur 22 Maj-Brit B Johansen s Side 24 af 69

25 Tabel 3 Øjenhøjde Øjenbredde EBD BFD FED Vertikal Horisontal symmetri symmetri a p (c+f+h)/3 (i+j+k)/3 (b+d+g)/3 n-o l-m Resultater af ovenstående fremgangsmåde på billedet Figur 19 er vist på Figur 23. De udregnede værdier (pixels) er oplistet i Tabel 4. Billedet Figur 23 er vendt således, at næsen vender op og øjnene ned, og således at den højre side af ansigtet på figuren er patientens venstre side. Figur 23 Af Figur 23 ses det tydeligt, at øjet til højre (patientens venstre øje) er betydeligt længere nede mod kinden end patientens andet øje, samt at sulcus superior på det venstre øje sidder nærmest hen over patientens øje, mens den på højre side af billedet ses betydeligt længere oppe i forhold til øjenbrynet. Tabel 4 Øjenhøjde Øjenbredde EBD BFD FED Højre øje Venstre øje Vertikal symmetri Horisontal symmetri Ovenstående fremgangsmåde benyttes på alle patienterne i ptdata_statistik. normaldata_statistik.m Dette program indloader normaldata og bearbejder dem på samme måde, som ptdata_statistik.m behandler sine patientdata. pt_paa_normal.m For at få sammenlignet data fra den syge og den raske population loades disse ind samtidigt i pt_paa_normal.m. Disse skrives om til to populationer: Den raske/normale population (også kaldet normalmaterialet), X, og den syge population (også kaldet patienterne), Y. Begge disse er opbygget således, at hver række består af alle afstandsmålene, og hver person har sin egen søjle. Af dette kan Maj-Brit B Johansen s Side 25 af 69

26 mahal beregne den mahalanobiske afstand ved brug af normalmaterialets kovariansmatrice. Resultatet vil være en kolonne vektor med hver patients mahalanobis-asymmetriafvigelse. Da normalmaterialet er meget korreleret, vil der også blive benyttet en manuel måde at udregne mahalanobis-afstand på. Dette sker for at undgå den tæt på singulære kovariansmatrice, mahal finder. Dette bliver gjort i MA_manuel.m. Efterfølgende vil mahalanobis afvigelse på patienterne blive plottet og et par hjælpelinjer indlægges. Disse hjælpelinjer viser normalpersonernes middelværdi og middelværdi sammenlagt med deres standardafvigelse. Pt_paa_normal.m udregner også den absolutte forskel mellem normaldatas middelværdi og patienternes mahalanobis-afstand. MA_manuel.m MA_manuel benytter de i afsnittet om mahalanobis udledte formler. For at undgå den singulære 8 kovariansmatrice, tillægges kovariansen et lille tal ( 1 10 ) til diagonalen, hvorved denne gøres mere robust, men mindre præcis. Det er en overvejelse om, hvorvidt tillæggelse af denne bias er korrekt eller ej, men set i lyset af mahal s singularitet vil en fejl på 8. decimal næppe skade det store. Maj-Brit B Johansen s Side 26 af 69

27 Resultater Under projektets udførelse er der forsøgt flere normaliseringsformer, som normalisering via afstanden til massemidtpunktet, normalisering via Ing et al s principper om sulcus superior længde og til sidst med afstanden mellem de mediale cansus er. Da resultaterne for de to førstnævnte blev utroligt dårlige, er disse derfor ikke medtaget, og afstanden mellem de mediale canthus er er valgt som standardmetode til de følgende resultater. I det følgende afsnit vil der være givet først det billede, som alle data er taget ud fra, efterfulgt af de malahanobis afstande, der er beregnet ud fra billedet. Følgende værdier vil blive opremset: MA_s, der betegner resultatet af Matlab s medfølgende mahalanobis beregner (mahal) MA_e, der betegner resultatet af den manuelt udregnede mahalanobis-afstand MA_s_f, der betegner den absolutte afstand fra gennemsnittet af normalbefolkningen til den mahalanobiske teststørrelse (udregnet via mahal) MA_t_f, der betegner den absolutte afstand fra gennemsnittet af normalbefolkningen til den mahalanobiske teststørrelse (manuel udregning). Patienternes værdier for manuelt målt asymmetri blev af Marie Louise Roed Rasmussen bl.a. vurderet via følgende punkter: Rødme (0-1) Ptose (0-3) Eksopthalmus (0-2) Enopthalmus (0-2) Horisontal forskydning (angivet i mm) Vertikal forskydning (angivet i mm). De i parentes beskrevne inddelinger er de tal, der vil ligge til grund for den senere opstilling af patienterne i en rækkefølge over asymmetri. Maj-Brit B Johansen s Side 27 af 69

28 IMG_0142 MA_s = 6.13 MA_e = MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (0) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (1) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (0 mm) IMG_0145 MA_s = MA_e = MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (0) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (1) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (0 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 28 af 69

29 IMG_0160 MA_s = 4.80 MA_e = 3.69 MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (1) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (0) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (0 mm) IMG_0175 MA_s = 8.99 MA_e = MA_s_f = MA_t_f = 3.85 Rødme (0) Ptose (1) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (2) Horisontal forskydning (3 mm) Vertikal forskydning (2 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 29 af 69

30 IMG_0199 MA_s = 9.54 MA_e = 6.25 MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (3) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (2) Horisontal forskydning (4 mm) Vertikal forskydning (2 mm) IMG_0218 MA_s = MA_e = MA_s_f = MA_t_f = 3.11 Rødme (0) Ptose (1) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (1) Horisontal forskydning (5 mm) Vertikal forskydning (2 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 30 af 69

31 IMG_0233 At miste et øje konsekvenser for ansigtssymmetrien MA_s = 4.11 MA_e = MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (2) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (1) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (0 mm) IMG_0238 MA_s = MA_e = MA_s_f = MA_t_f = 1.22 Rødme (0) Ptose (2) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (2) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (1 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 31 af 69

32 IMG_0330 At miste et øje konsekvenser for ansigtssymmetrien MA_s = MA_e = MA_s_f = MA_t_f = Rødme (1) Ptose (3) Eksopthalmus (2) Enopthalmus (0) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (7 mm) IMG_0364 MA_s = MA_e = 1.23 MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (3) Eksopthalmus (2) Enopthalmus (0) Horisontal forskydning (3 mm) Vertikal forskydning (0 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 32 af 69

33 IMG_0388 MA_s = 6.86 MA_e = MA_s_f = MA_t_f = Rødme (0) Ptose (2) Eksopthalmus (0) Enopthalmus (1) Horisontal forskydning (0 mm) Vertikal forskydning (0 mm) Maj-Brit B Johansen s Side 33 af 69

34 Fejlkilder Der er mange manuelle fejlkilder ved øjenopmåling, da der er tale om en manuel måling ud fra en lineal. Opmåleren kan let komme til at holde linealen skævt og derved måle en fantom-længde. Der er opfundet hertelmål for at mindske fejlkilden i form af vandret og lodret måling, men dette fungerer ikke optimalt, igen grundet den menneskelige indflydelse. Rutinen i øjenopmåling er en anden usikkerhedsfaktor, samt defineringen af anatomiske punkter at måle ud fra ikke altid er lette at finde. Dobbelt præcision er en umulighed, idet den menneskelige natur automatisk har tendens til at måle det samme mål igen, når dette er kendt. Herved kan to opmålere få samme resultat ved opmåling af samme forsøgsperson, hvis de har talt sammen og forskelligt resultat, hvis de bare skriver det ned. Ovenstående fejlkilder er ved den manuelle opmåling i Matlab ophævet, idet billedet indeholder mange pixels i området omkring målestedet, og der foretages dobbelt opmåling af hvert enkelt punkt. Det forudsættes her, at den, der indtegner punkterne på billederne, ikke zoomer så langt ind på billedet, at vedkommende ikke sætter punktet, hvor det ser ud til at skulle sidde, men forsøger at finde pixelen fra det andet billede. En fejlkilde er dog netop den billedlige opløsning, specielt på normaldata. Det er ønskeligt, at der er så mange data som muligt i billedet for at opnå den højest mulige opløsning. Det må også anses som en fejlkilde, at mahal i sin udregning kun benytter værdierne for de raskes observationer til at udregne kovariansmatricen. Dette giver en nærmest singulær matrice grundet den høje korrelation målingerne imellem. Dette kan ikke undgås uden at tilføre yderligere bias til systemet. End ikke tilførslen af ekstra dataopsamlinger i normalmaterialet vil kunne ændre dette, idet korrelationen af de nye data sandsynligvis også vil være høj. Det kan dog muligvis alligevel gavne med flere data-opsamlinger, idet der ikke kun foretages data-opsamling på personer i nogenlunde samme alder, og hvis kønsfordelingen laves om, så data svarer til normalbefolkningens fordelinger i aldre og køn. Dette gør specielt, at patienterne 175, 199, 330 og 388 ikke rigtigt har noget sammenligningsgrundlag. Det ses tydeligt af scatterplottet på Figur 24 til højre, at der er stor korrelation i data, idet stort set alle punkter ligger i klumper på en linje. I scatterplottet vises øjenbredden i første, øjenhøjden i anden, EBD i tredje, BSD i fjerde, SED i femte, vertikal i sjette og horisontal i syvende række og kolonne. Dette ses også tydeligt af de histogrammer, der præsenteres i scatterplottets diagonal, idet disse starter højt og siden aftager (flest observationer ved lav asymmetri og færrest ved høj asymmetri). Specielt ses korrelationen i 4. søjle i 5. række for oven og ned efter samt i 5. søjle, 4. række. Disse værdier svarer til BSD og SED og vil næsten være identiske. Figur 24 Maj-Brit B Johansen s Side 34 af 69

35 Stort set samme mønster ses i Figur 24s venstre figur over de syge. SED og BSD er stadig meget korrelerede, hvilket også ses tydeligt af histogrammerne i 4. og 5. række. Der ses også tydeligt forskel i patientdata frem for normaldata i sammenligning af histogrammerne, idet de syges data ikke er så godt placeret med flest udfald ved de lave afvigelser og færrest ved de store afvigelser. Scatterplottet viser også, at programmet vil vurdere flere Malahanobis-tal med øjenbredden, horisontale symmetri eller vertikale symmetri som udslagsgivende factor end ved SED og BSD. Det er et krav, at patienterne ser direkte ind i linsen for at undgå, at patienterne sidder skævt, samt at de ikke har hovedet rettet opad eller nedad. De billeder, der er valgt til dette projekt er nøje udvalgt blandt Marie Louise Roed Rasmussens osval-billeder, således at de patientbilleder, hvor patienten havde hovedet rettet mod et andet sted end linsen, blev fravalgt. Andre fravalg er gjort grundet brug af makeup, som skygge og eyeliner, da disse kan kamuflere de eksisterende anatomiske punkter. Har patienten ikke ansigtet placeret nogenlunde midt i billedet, vil billedet også blive fravalgt, da dette kan skabe forvrængningsfejl. Forvrængningsfejlen i de udvalgte billeder ligger ved forstørrede næser, men dette vil kun have lav indflydelse på målingerne, da disse er placeret tilstrækkeligt langt væk fra forvrængningsartefaktet til, at dette har nogen indflydelse. Billederne var oprindeligt ikke beregnet til andet end til foredrag, og derfor er baggrunden ikke ensfarvet. Dette kan være et forvirrende element ved senere automatiseringsprocesser. Det hører også med til en fejlvurdering, at punktpåsætningen til tider kan være lidt besværet af eventuel slaphed i huden, samt på kraftige eller fede mennesker, da disse ikke altid har alle anatomiske punkter markeret tilstrækkeligt. Det bør også nævnes som en fejlkilde, at sulcus superior kun beskrives med tre punkter, hvorfor en patient med øget størrelse af denne ikke vil få et korrekt resultat. Dette kunne afhjælpes ved påsætning af flere målepunkter omkring sulcus superior eller ved brug af tredimensionalt billedanalyse. Normaliseringen af punkterne fra pixels til cm er lavet på baggrund af en normalafstand mellem øjnenes to canthus medialis er. Dette skal selvfølgelig måles på patienten, efter billedet er blevet taget, eller en lineal eller anden måleenhed skal påføres billedet i øjnenes plan både højde- og breddemæssigt. En anden udvej er at standardisere billedtagningen for eksempel ved benyttelse af en forsimplet spaltelampe-opbygning (hovedet er holdt fast af en pandestrop og hagen i en specielt designet skål, se Figur 25) og med et standardiseret kamera. Herved vil alle data blive taget med samme opløsning, samme afstand og med de samme forvrængningsartefakter, der således kan modregnes i databearbejdningen. Figur 25 Kilde: Maj-Brit B Johansen s Side 35 af 69

36 Diskussion Som omtalt i sidste afsnit om fejlkilder, kan mahal ikke benyttes til at tilføre en fejl. Derfor er der forsøgt lavet en alternativ malahanobis-afstand via en kovariansmatrice, der er vægtet med både de raskes og de syges kovariansmatricer. Dette vil give anledning til to typer af resultater, der vil blive vurderet hver for sig. Vurdering af de 11 ansigter vil ske på tre måder: Hver patient i forhold til de andre patienter Hver patient i forhold til normalpersonen Og hver patient i forhold til deres faktiske mål. Først vil patienterne blive listet i rækkefølge efter deres mahalanobis-afvigelse (i forhold til de andre patienter), siden vil de blive listet efter deres afvigelse i mahalanobis-afstand til gennemsnittet af normalpersonernes afvigelse (i forhold til normalpersonen). Til slut vil de udregnede data sammenholdes med Marie Louise Roed Rasmussens original resultater (i forhold til deres faktiske mål) for at finde ud af, om der er afvigelse i de tre måder at se hver enkelt patient på i de tre tilfælde. Mahal-udregning Ved benyttelse af Matlab s indbyggede mahal.m opnås en fejl i kovariansmatricen svarende til men da Matlab 16 s kun har præcision på 1 10 vil fejlen ligge på den minus første decimal, altså vil decimalerne og det første ciffer være fejlbefænget. Resultaterne fra mahal er ikke blevet testet til, om disser er tilfældigt sat på den plads, de har fået, men dette kunne gøres ved principal komponentanalyse, der dog ikke er udført. Benyttes de udkommende resultater alligevel, fås rækkefølgen som vist i de følgende afsnit. Listning efter malahanobis-afvigelse Forfatterens vurdering af ansigtssymmetri for patienterne startende med den subjektivt vurderet værste symmetri og sluttende med den bedste er opgivet i Tabel 5. Numrene over billederne er de 11 patienters identificeringsnumre i det udleverede patientbilledmateriale. Tabel Resultaterne viser følgende rækkefølge ved normalisering efter intercanthus afstanden. Tabel Ved sammenligning Tabel 5 og Tabel 6 imellem ses en tendens til placering af patienterne er stort set ens i begge tabeller. Tabel 5 indeholder dog flere ansigter, der har byttet plads med et andet ansigt i forhold til Tabel 6, fx 160/233 og 142/388. Bemærk også, at intet billede er længere væk end 3 pladser i Tabel 6 fra sin plads i Tabel 5. De to mest asymmetriske er de samme i begge tabeller. Grunden til patienten på billede 175 ikke opfanges som asymmetrisk af programmet er, at hendes asymmetri primært ligger i en forstørret sulcus superior, de resterende mål på patienten er normale. Med hensyn til patienten på billede 199: Hans øjenomgivelser ser ret ens ud, men da iriser og pupiller ikke fremkommer lige tydeligt, vil han se skæv og asymmetrisk ud. Dette vil programmet Maj-Brit B Johansen s Side 36 af 69