artigo inédito
Avaliação da magnificação radiográfica em telerradiografias laterais obtidas a partir de diferentes aparelhos de raios X: estudo experimental em crânio humano José Rino Neto1, João Batista de Paiva2, Gilberto Vilanova Queiroz3, Miguel Ferragut Attizzani4, Hiroshi Miasiro Junior4
Objetivo: avaliar a influência do fator de magnificação da imagem radiográfica nas grandezas angulares, lineares e proporcionais. Métodos: a partir de um crânio seco humano, no qual foram fixadas esferas metálicas de dimensões pré-definidas (1,0mm de diâmetro), 14 telerradiografias foram obtidas em diferentes aparelhos de três fabricantes: Panoura, Instrumentarium e Tomeceph. Foi realizada a análise estatística descritiva e utilizado o teste de correlação de Pearson para verificar a relação entre a taxa de magnificação radiográfica e as grandezas cefalométricas analisadas. Resultados: as medidas lineares apresentaram alta correlação positiva, evidenciando grande influência do fator de magnificação sobre essas grandezas, ao passo que as angulares e proporcionais não apresentaram correlação. Conclusão: comparações entre medidas cefalométricas lineares obtidas com diferentes aparelhos do mesmo fabricante demonstraram taxas de ampliações máximas de 0,6%, 1,25% e 2,3%, respectivamente, para os aparelhos Instrumentium (OP-100 Instrumentarium), Panoura (10CSU Yoshida) e Satelec/Tomeceph (XMind Satelec/Tomeceph Orion Corp). Palavras-chave: Ortodontia. Diagnóstico. Radiografia. Ampliação radiográfica.
Como citar este artigo: Rino Neto J, Paiva JB, Queiroz GV, Attizzani MF, Miasiro
Professor Associado, disciplina de Ortodontia, FOUSP. 2 Professor Titular, disciplina de Ortodontia, FOUSP. 3 Doutor em Ortodontia, FOUSP. Professor do curso de Especialização em Ortodontia, ABENO. 4 Mestre em Ortodontia, FOUSP. Especialista em Ortodontia, FUNDECTO-USP. 1
Junior H. Evaluation of radiographic magnification in lateral cephalograms obtained with different X-ray devices: Experimental study in human dry skull. Dental Press J Orthod. 2013 Mar-Apr;18(2):17.e1-7.
Enviado em: 13 de outubro de 2008 - Revisado e aceito: 09 de março de 2009 » Os autores declaram não ter interesses associativos, comerciais, de propriedade ou financeiros, que representem conflito de interesse, nos produtos e companhias descritos nesse artigo.
Endereço para correspondência: José Rino Neto Av. Professor Lineu Prestes, 2227 – Cidade Universitária CEP: 05.508-000 – São Paulo/SP - E-mail: jrneto@usp.br
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Avaliação da magnificação radiográfica em telerradiografias laterais obtidas a partir de diferentes aparelhos de raios X: estudo experimental em crânio humano
INTRODUÇÃO A utilização de telerradiografias laterais é importante para o ortodontista na análise do crescimento, diagnóstico, planejamento de tratamento, monitoração da terapia e avaliação dos resultados obtidos. O equipamento básico requerido na obtenção das telerradiografias consiste de uma fonte de raios X, cefalostato ajustável, chassi para a película radiográfica com écrans intensificadores e suporte para o chassi. Todos esses componentes são rigidamente afixados e dispostos entre si em distâncias predeterminadas, criando uma unidade. Para a obtenção de imagens radiográficas fidedignas, deve-se conhecer, determinar e, se possível, controlar as diversas variáveis, relacionadas à sua realização. Freitas11 delimitou didaticamente os diversos fatores relacionados à formação da imagem radiográfica. Um deles relaciona-se à geometria e tem relação com os princípios de formação das imagens radiográficas, sendo diretamente relacionado à posição da fonte emissora dos raios X, do objeto e do filme, regidos pelo princípio da óptica geométrica. Em relação ao emprego de telerradiografias, seja em norma lateral ou frontal, os fatores que apresentam grande influência na formação da imagem são: a distorção radiográfica, a magnificação radiográfica e os erros na delimitação dos pontos e na mensuração das grandezas cefalométricas1-8,11,12,16-19,23. Distorção radiográfica Na obtenção de telerradiografias laterais, o cefalostato possibilita que o plano sagital mediano do indivíduo permaneça paralelo ao filme radiográfico e perpendicular aos feixes de raios X. Rotações horizontais da cabeça provocam variações no alinhamento entre raios e objeto, causando distorções na imagem, que consistem na duplicação errônea de determinada estrutura ou área gerando imprecisões nas análises de sobreposições que poderiam ser realizadas22.
mais horizontais e, ainda, diminuir a distância entre o objeto e a película radiográfica4,9,15,21. Preconiza-se uma distância de 152,4cm entre a fonte de raios X e o plano sagital, visto que incrementos nessa distância implicariam em perda de penetração dos raios6. De acordo com Weems27, a magnificação de estruturas craniofaciais varia entre quase zero, em objetos próximos ao filme ou exatamente no centro dos raios, e até 24%. Essa magnificação não é constante para todos os possíveis planos sagitais do paciente. Estruturas localizadas mais próximas ao filme terão menor ampliação em relação às mais próximas à fonte dos raios. Como mencionado anteriormente, outra variável, considerando-se o fator de magnificação, seria a distância entre o plano sagital mediano do indivíduo e o filme. Para minimizar variações entre diferentes pacientes e obter mensurações consistentes no mesmo indivíduo ao longo do tempo, preconiza-se manter essa distância constante. Uma distância média de 15cm é frequentemente empregada, embora o ideal seria posicionar o chassi o mais próximo possível da cabeça do paciente para diminuir a ampliação (Fig. 1). Erros de demarcação dos pontos cefalométricos e mensuração das grandezas cefalométricas Em estudo realizado por Björk e Solow7, foi observado que o próprio processo de demarcação dos pontos para a realização das mensurações introduz erros sistemáticos significativos. Dependendo da estrutura anatômica avaliada, há maior ou menor variabilidade na demarcação dos pontos5.
Plano sagital Posição “B” do filme
mediano Fonte de raios X
Posição “A” do filme Colimador Feixes de raios X
Magnificação radiográfica Devido ao fato dos feixes de raios X emanados da fonte terem um padrão divergente, existe variação na quantidade de magnificação do objeto em qualquer radiografia2,22. Para reduzir essa ampliação em telerradiografias laterais, deve-se aumentar a distância entre a fonte dos raios X e o objeto a ser radiografado, de maneira a aproveitar os feixes centrais, que são
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Raios X centrais
152,4cm
Figura 1 - Esquema demonstrando o processo de magnificação radiográfica. Na posição “A” do filme, devido à maior proximidade desse em relação ao paciente, haverá menor ampliação da imagem em relação à posição “B”. Fonte: Weems27, 1995.
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A reprodutibilidade na demarcação de pontos cefalométricos e na mensuração de grandezas lineares foi objeto de estudo de Midtgard et al.17 De acordo com os autores, erros de mensuração são diretamente dependentes da precisão na demarcação dos pontos cefalométricos. Em estudo similar, Savage et al.21 concluíram que a reprodutibilidade é dependente e varia de acordo com a estrutura avaliada, não tendo sido observada associação entre o grau de experiência dos observadores ou a qualidade da imagem radiográfica para demarcação dos pontos. As telerradiografias são utilizadas tanto por ortodontistas clínicos, quanto por pesquisadores, que por meio de medições angulares, lineares e proporcionais, buscam descrever a morfologia craniofacial e comparar os resultados de diferentes terapias ortodônticas. Com o intuito de elevar a acurácia na interpretação das grandezas cefalométricas, os objetivos nesse trabalho são: a) Verificar as possíveis influências da ampliação radiográfica sobre grandezas angulares, lineares e proporcionais, formadas por pontos anatômicos localizados no plano sagital mediano ou por uma combinação de pontos no plano sagital mediano e nas regiões laterais da face. b) Verificar as taxas de ampliações radiográficas em telerradiografias laterais obtidas em diferentes aparelhos do mesmo fabricante. MATERIAL E MÉTODOS A amostra consistiu de 14 telerradiografias em norma lateral de um crânio seco, pertencente ao Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, obtidas utilizando-se 14 diferentes aparelhos emissores de raios X. Os modelos de aparelhos disponibilizados pelos institutos radiológicos foram Panoura (10CSU-Yoshida, Japão), Instrumentarium (OP100-Instrumentarium, Finlândia) e Satelec/TomecephR (XMind Satelec/Tomeceph-Orion Corp., Finlândia). A posição do crânio foi orientada no cefalostato, com o plano horizontal de Frankfurt paralelo ao horizonte, mantendo o plano sagital mediano perpendicular a esse. As olivas foram inseridas dentro do meato acústico externo, evitando rotações do crânio e, a seguir, ajustou-se o posicionador násio para manutenção da posição (Fig. 2). Para padronizar a obtenção das telerradiografias, foram utilizados somente aparelhos cujos chassis se encontravam posicionados ao lado direito do crânio. Os dentes mandibulares foram fixados aos maxilares com resina acrílica para manter a relação entre mandíbula e crânio constante,
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evitando erros no processo de mensuração das grandezas. Em virtude da diferença entre as especificações dos aparelhos, a regulagem dos mesmos baseou-se na qualidade da imagem radiográfica produzida, especialmente na nitidez dos marcadores radiopacos. As películas utilizadas foram Kodak 18x24 T-MAT G/RA. O processamento radiográfico foi realizado nos próprios institutos de radiologia, sempre por processadoras automáticas. Com o objetivo de eliminar os erros de localização e demarcação dos pontos cefalométricos que poderiam induzir a erros de reprodutibilidade e mensuração5,7,12,14,16,17,19, foram fixados no crânio seco marcadores radiopacos (esferas de aço padronizadas com diâmetros de 1,0mm) nos locais descritos na Tabela 1 e observados nas Figuras 3, 4 e 5. Em relação aos pontos localizados fora do plano sagital mediano, preconizou-se fixar os marcadores metálicos no lado direito do crânio para que ficassem mais próximos do chassi e tivessem a menor magnificação22.
Figura 2 - Posicionamento do crânio no cefalostato.
Tabela 1 - Estruturas anatômicas.
17.e3
Násio (N) Sela anterior (Sa)
Ponto mais anterior da sutura frontonasal. Porção mais profunda da concavidade anterior da sela turca.
Espinha nasal anterior (ENA)
Vértice da espinha nasal posterior.
Espinha nasal posterior (ENP)
Vértice da espinha nasal posterior.
Ponto A Mentoniano (Me) Gônio (Go) Xi
Ponto mais profundo da concavidade anterior da maxila. Ponto mais inferior da sínfise mandibular. Ponto mais posterior e superior do ângulo da mandíbula. Ponto demarcado próximo à língula da mandíbula, em sua porção interna.
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Avaliação da magnificação radiográfica em telerradiografias laterais obtidas a partir de diferentes aparelhos de raios X: estudo experimental em crânio humano
N Sa R1
ENA
ENP
A
Xi Go sup Go Me
Figura 3 - Vista do marcador radiopaco localizado no ângulo da mandíbula.
Figura 4 - Vista do marcador radiopaco localizado na sutura frontonasal, correspondente ao ponto N.
Figura 5 - Esquema do crânio seco com a representação dos locais onde foram afixados os marcadores radiopacos.
Tabela 2 - Linhas e planos. N-A
Linha formada pela união dos pontos násio e A.
Sa-N
Linha formada pela união dos pontos sela anterior e násio.
Go-Me
Linha formada pela união dos pontos gônio e mentoniano.
Go-ENA ENA-ENP Xi-ENA Xi-Me
Linha formada pela união dos pontos gônio e espinha nasal anterior. Linha formada pela união dos pontos espinha nasal anterior e espinha nasal posterior. Linha formada pela união dos pontos Xi e espinha nasal anterior. Linha formada pela união dos pontos Xi e mentoniano.
Tabela 3 - Grandezas lineares. Sa-N
Distância entre os pontos Sa e N, plano localizado no plano sagital mediano.
Go-Me
Distância entre os pontos Go e Me, plano com estrutura
Figura 6 - Esquema do crânio seco com o cefalograma da representação das linhas e planos de referência.
situada no lado direito e outra no plano sagital mediano.
Tabela 4 - Grandezas angulares. Sa.N.A
Tabela 5 - Grandezas proporcionais.
Ângulo formado pela união das linhas Sa-N e N-A , ângulo
ENA-ENP:Sa-N
formado por estruturas situadas no plano sagital mediano. Ângulo formado pela união das linhas que unem os pontos
ENA.Xi.Me
situadas no plano sagital mediano. Entre a distância Sa-N e Go-Me, formado por linha situada
ENA-Xi e Xi-Me, ângulo formado por estruturas situadas no
Sa-N:Go-Me
plano sagital mediano e no lado direito.
no plano sagital mediano e outra no lado direito com o plano sagital mediano.
Após a obtenção das telerradiografias laterais, essas foram digitalizadas. Os pontos cefalométricos foram demarcados sobre as imagens radiopacas referentes às esferas metálicas, utilizando para essa finalidade o programa Radiocef (RadioMemory, Brasil). Em seguida, foram delimitadas linhas e planos para a avaliação (Fig. 6, Tab. 2). Na sequência, foram avaliadas as grandezas cefalométricas apresentadas na Tabela 3, 4 e 5. As medidas foram obtidas por um único operador, duas vezes, em períodos distintos, sendo consideradas para o estudo suas respectivas médias.
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Entre a distância ENA-ENP e As- N, formada por linhas
As grandezas cefalométricas angulares e lineares foram representadas por médias, medianas e desvios-padrão. Para a avaliação da precisão no posicionamento do crânio no cefalostato, duas novas telerradiografias laterais foram obtidas em cinco dos aparelhos utilizados. As medidas foram comparadas empregando-se a fórmula de Dahlberg. Para avaliação do erro do método quanto ao processo de demarcação dos pontos cefalométricos, cinco telerradiografias laterais foram selecionadas aleatoriamente, as quais foram submetidas novamente ao processo de digitalização.
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Foi realizada a análise estatística descritiva e utilizado o teste de correlação de Pearson para verificar a relação entre a taxa de magnificação radiográfica e as grandezas cefalométricas analisadas. RESULTADOS Não foram observadas diferenças significativas na avaliação do erro do método conforme os dados obtidos por meio da fórmula de Dahlberg. Considerando-se o posicionamento do crânio e a demarcação dos pontos cefalométricos, o erro do método foi de 0,27 mm para as medidas lineares, 0,27° para as angulares e 0,0% para as proporcionais. Os valores gerais obtidos para as medidas cefalométricas encontram-se na Tabela 6. As radiografias foram
ordenadas em ordem crescente de magnificação a partir do menor valor encontrado para a medida linear Sa-N. O teste de correlação linear de Pearson para verificação da correlação entre a taxa de magnificação das imagens radiográficas e as grandezas cefalométricas apresentou alta correlação positiva com as medidas lineares, enquanto as angulares e proporcionais, não apresentaram correlação (Tab. 7). As radiografias obtidas em cada marca de aparelho foram ordenadas em ordem crescente de magnificação a partir do menor valor encontrado para a medida linear Sa-N. A máxima diferença foi de 0,6mm, 0,8mm e 1,5mm para as marcas Instrumentarium, Panoura e Satelec, respectivamente. Na Tabela 8 observam-se os valores percentuais de ampliações correspondentes.
Tabela 6 - Resultados das medidas lineares, angulares e proporcionais obtidas a partir dos diferentes aparelhos. Marca
% magnificação
Sa-N
Go-Me
Sa.N.A
Ena.Xi.Me
Ena-Enp:Sa-N
Sa-N:Go-Me 0,88
Panoura
1
63,58
72,09
81,64
113,82
0,91
Panoura
0,5
63,89
72
81,02
113,59
0,9
0,89
Panoura
0,77
64,07
72,49
81,51
114,04
0,9
0,88
Panoura
1,24
64,37
72,09
81,44
113,36
0,89
0,89
Satelec
2,4
65,1
74,03
81,79
112,88
0,9
0,88
Satelec
3,66
65,91
74,42
81,49
113,54
0,9
0,89
Satelec
3,88
66,05
73,66
80,62
110,66
0,9
0,9
Instrumentarium
3,95
66,09
74,29
81,31
113,95
0,89
0,89
Instrumentarium
4,13
66,21
75,05
81,71
113,4
0,91
0,88 0,89
Instrumentarium
4,3
66,3
74,25
81,84
114,18
0,89
Satelec
4,46
66,42
74,24
81,6
114,03
0,9
0,89
Instrumentarium
4,46
66,42
74,58
81,32
113,63
0,9
0,89
Instrumentarium
4,57
66,49
74,78
81,31
114,29
0,9
0,89
Satelec
4,76
66,61
73,55
81,47
114,61
0,89
0,91
Tabela 7 - Teste de correlação de Pearson para avaliação da correlação entre a magnificação e as grandezas estudadas.
% magnificação
Sa-N
Go-Me
Sa.N.A
Ena.Xi.Me
Ena-Enp:Sa-N
Sa-N:Go-Me
0,989803
0,880141
0,032727
0,065401
-0,20471
0,47854
Tabela 8 - Resultados das medidas lineares obtidas a partir de diferentes aparelhos da mesma marca e modelo. Panoura
Satelec
Instrumentarium
% magnif.
Sa-N
Go-Me
% magnif.
Sa-N
Go-Me
% magnif.
Sa-N
Go-Me
1
63,58
72,09
1
65,1
74,03
1
66,09
74,29 75,05
0,5
63,89
72
1,24
65,91
74,42
0,18
66,21
0,77
64,07
72,49
1,6
66,05
73,66
0,31
66,3
74,25
1,24
64,37
72,09
2
66,42
74,24
0,49
66,42
74,58
–
–
–
2,3
66,61
73,55
0,6
66,49
74,78
x
0,88
63,9
72,16
1,62
66,02
73,98
0,51
66,3
74,59
D.P.
0,31
0,33
0,22
0,53
0,58
0,37
0,31
0,16
0,33
Amplitude
1,24
0,79
0,49
2,3
1,51
0,87
0,6
0,4
0,8
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Avaliação da magnificação radiográfica em telerradiografias laterais obtidas a partir de diferentes aparelhos de raios X: estudo experimental em crânio humano
DISCUSSÃO A confiabilidade dos resultados no presente estudo depende do controle de erros relacionados ao posicionamento do crânio no cefalostato e à demarcação dos pontos cefalométricos. Conforme encontrado na literatura, uma causa frequente do aparecimento de imagens duplas está relacionada ao inadequado posicionamento do paciente no cefalostato3,4,18,22,23. Trabalhos de distorção radiográfica com crânios secos são mencionados na literatura visando avaliar a influência do posicionamento da cabeça na realização das telerradiografias. De acordo com Ahlqvist et al.3, rotações de até 5° do objeto resultaram em variação de menos de 1% no comprimento de medidas lineares. Rotações maiores que 5° podem resultar em erros cefalométricos perceptíveis e, por serem evidentes no momento do posicionamento do paciente, devem ser corrigidas antes da exposição. Em estudo realizado por Spolyar22, foram observadas alterações lineares médias de 1,7mm dentre variações de 0,5 e 6,2mm, e alterações para grandezas angulares de 1,59°, dentro de um intervalo de 0 a 5,23°. De acordo com outro trabalho realizado por Ahlqvist et al.4, rotações cranianas maiores que 5° e menores que 10° foram responsáveis por distorções significativas nas grandezas angulares. Rotações da cabeça no sentido vertical (eixo Z) também ocasionaram distorções, sendo que Yoon et al.28 observaram que medidas angulares apresentaram erros de projeção menores que as medidas lineares, e que a utilização de referências localizadas no plano sagital mediano para mensurações angulares apresentaram menor distorção. No presente estudo, para avaliação da existência de erros relacionados ao posicionamento do crânio no cefalostato, duas telerradiografias laterais foram realizadas em períodos distintos, totalizando 5 aparelhos na avaliação do erro do método. Não foram observadas rotações do crânio, descartando a incorporação de distorções significativas de maneira a influenciar na mensuração das medidas cefalométricas. Outro problema relacionado à realização de estudos que empregam telerradiografias consiste na demarcação de pontos cefalométricos5,7,13,17,20,21,23. A precisão no seu estabelecimento depende da estrutura anatômica adotada, da qualidade da imagem radiográfica, acuidade visual e experiência do operador na demarcação dos pontos, sendo que muitos cuidados devem ser tomados de modo que erros de método não influenciem no trabalho5,7. Com o propósito de evitar a incorporação de erros na delimitação de pontos,
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optou-se pela fixação de esferas radiopacas de 1mm em regiões selecionadas do crânio seco. O primeiro objetivo desse estudo foi avaliar a influência da taxa de magnificação da imagem radiográfica sobre as medidas cefalométricas angulares, lineares e proporcionais em telerradiografias laterais. Foram analisadas grandezas situadas no plano sagital mediano e nas regiões laterais da face. De acordo com Bergensen6, a variação na taxa de magnificação entre telerradiografias laterais oscila entre 4,6 e 7,2%. Os resultados estão relacionados à localização de pontos cefalométricos fora do plano sagital mediano e da variação da distância entre filme e fonte emissora de raios X. Adams1, em seu estudo cefalométrico, também observou variação significativa para medidas lineares conforme ocorria o distanciamento da fonte de raios X. No mesmo estudo, as medidas angulares apresentaram aumento médio de 1°, sendo a variação menor para medidas cujas referências situavam-se no plano sagital mediano, e maior para as situadas na mandíbula. O autor concluiu que a variação para as medidas, principalmente as lineares, aumenta conforme aumenta a distância do feixe central dos raios X. De acordo com os resultados obtidos na análise de Pearson, as medidas lineares apresentaram alta correlação positiva com a taxa de ampliação da imagem, enquanto as angulares e proporcionais não apresentaram correlação (Tab. 7). Os resultados, portanto, confirmam a pequena alteração a que estão sujeitas as medidas angulares. Esse fato também foi observado para medidas proporcionais que apresentaram pequena correlação. Medidas lineares oriundas de pontos cefalométricos localizados no plano sagital mediano apresentaram alterações dimensionais semelhantes às grandezas lineares, que têm como referência pontos localizados no plano sagital mediano e nas regiões laterais da face (Tab. 6). A taxa de magnificação das imagens radiográficas é um fator importante porque grande parte dos estudos ortodônticos são baseados nas análises cefalométricas, cujas medidas provêm de telerradiografias obtidas em diferentes aparelhos12,14. Entretanto, apesar do conhecimento de sua influência nas medidas, a taxa de magnificação em muitos artigos não é mencionada. Radiografias coletadas há vários anos constituem uma importante fonte para estudos retrospectivos, porém, o desconhecimento das taxas de magnificação impede sua utilização em estudos longitudinais. Uma possível alternativa para validar o emprego dessas radiografias seria assegurar que
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as taxas de magnificação entre aparelhos de mesma marca e modelo são iguais, permitindo a determinação da taxa de magnificação em aparelhos iguais ainda em uso. O segundo objetivo nesse estudo foi verificar as amplitudes de magnificações radiográficas em telerradiografias laterais obtidas em diferentes aparelhos de raios X da mesma marca e modelo. As imagens obtidas com diferentes aparelhos de raios X do mesmo modelo e marca não demonstraram taxas de ampliações uniformes, com variações lineares oscilando entre 0,4 a 1,5mm, correspondendo a percentuais de magnificação entre 0,6 e 2,3% (Tab. 8). Embora as variações na taxa de magnificação do aparelho da marca Instrumentarium tenham sido muito baixas, de forma geral, não está indicada a comparação de medidas cefalométricas lineares
provenientes de diferentes aparelhos de raios X, ainda que da mesma marca e modelo, permanecendo necessária a utilização de uma régua que permita uniformizar a taxa de magnificação entre as radiografias. CONCLUSÕES A magnificação radiográfica apresentou alta correlação positiva com as medidas lineares, sendo responsável por variações significativas, independentemente se os pontos anatômicos se localizavam no plano sagital mediano ou nas regiões laterais da face. As grandezas angulares e proporcionais não apresentaram correlação significativa. A obtenção de telerradiografias cefalométricas em diferentes aparelhos da mesma marca e modelo não assegura uniformidade nas taxas de magnificação radiográfica.
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