Abstract Glaucoma is a group of eye diseases characterized by a chronic, progressive optic neuropathy. During the disease process, the axon damage of the retinal ganglion cells leads to changes in the retinal nerve fiber layer, causing optic nerve head, and visual field defects typical of glaucoma. The Heidelberg Retina Tomograph (HRT) is a confocal scanning laser imaging device acquiring and analysing three-dimensional data of the ocular fundus wit good accuracy and reproducibility. Conventional planimetric measurements were compared to those taken with the HRT in a pilot study of 12 eyes with early glaucomatous optic disc, retinal nerve fiber layer and/or visual field abnormalities. The neuroretinal rim area measurements and cup-to-disc area ratio did not differ statistically from each other when using these two different methods. The effect of four different reference levels on the HRT parameter measurement values was tested in two separate studies. In the first study there were 67 eyes, 40 of the eyes were healthy and 27 eyes had glaucoma of different stages. Then, 279 eyes, 180 of which were non-glaucomatous and 99 glaucoma eyes, were included in another study. The flexible reference level gave the most reliable HRT parameter measurement values in both non-glaucomatous and glaucomatous eyes. The ability of the HRT parameters to separate between non-glaucomatous and glaucomatous eyes was tested in 77 eyes, 40 of the eyes were non-glaucomatous, 10 ocular hypertensives and 27 eyes had different stages of glaucoma. The reference level dependent HRT parameters cup-to-disc area ratio, vertical linear cup-to-disc ratio, mean retinal nerve fiber layer thickness (RNFLt) and rim volume as well as the reference level non-dependent HRT parameter, cup shape measure (CSM), separated best between the clinical groups. The best combination of the HRT and other structural and functional parameters in separating between non-glaucomatous and glaucomatous eyes was studied in 55 eyes. There were 32 non-glaucomatous eyes and 23 eyes with ocular hypertension or glaucoma. CSM, RNFLt, together with age- and lens coloration-corrected mean deviation of the B/Y perimetry showed good discrimination (ROC area 0.91) between non-glaucomatous and glaucomatous eyes. / Tiivistelmä Glaukooma koostuu joukosta hitaasti eteneviä näköhermon rappeumasairauksia. Sairausprosessin aikana verkkokalvon gangliosolujen aksonivaurio johtaa muutoksiin verkkokalvon hermosäiekerroksessa ja näköhermon päässä aiheuttaen glaukoomalle tyypillisiä näkökenttämuutoksia. The Heidelberg Retina Tomograph (HRT) on konfokaali laserskanneritekniikkaan perustuva kuvantamislaite, joka tuottaa ja analysoi silmänpohjasta saatua kolmiulotteista mittaustietoa tarkasti ja toistettavasti. Tavanomaisen planimetrian antamia mittaustuloksia verrattiin HRT:n antamiin tuloksiin 12:ssa silmässä, joissa oli todettu varhaisia glaukoomamuutoksia. Näköhermon pään hermoreunan (rim) pinta-ala ja keskuskuopan suhde papillan läpimittaan eivät poikenneet tilastollisesti toisistaan näitä kahta menetelmää käytettäessä. Neljän eri referenssitason vaikutusta HRT-parametrien mittausarvoihin testattiin kahdessa eri tutkimuksessa. Ensimmäisen tutkimusaineisto koostui yhteensä 67:stä silmästä, joista 40 oli terveitä ja 27:ssä eriasteisia glaukoomamuutoksia. Toisessa tutkimuksessa oli yhteensä 279 silmää, joista 180 oli terveitä ja 99:llä oli glaukooma. Papillomakulaarisäikeisiin tukeutuva, fleksiibeli referenssitaso antoi luotettavimmat HRT-parametrien mittaustulokset sekä terveissä että glaukoomasilmissä. HRT-parametrien kykyä erottaa terveet silmät glaukomatoottisista testattiin yhteensä 77:ssä silmässä, joista 40 oli terveitä, 10 oli korkeapaineisia ilman glaukoomamuutoksia, ja 27:ssä oli glaukoomamuutoksia. Referenssitasosta riippuvaiset HRT-parametrit, keskuskuopan suhde papillan läpimittaan, vertikaali-lineaarinen keskuskuopan suhde papillan läpimittaan, keskimääräinen verkkokalvon hermosäiekerroksen paksuus (RNFLt) ja `rim´:in tilavuus samoin kuin referenssitasosta riippumaton keskuskuopan ´vinous´-mitta (CSM) erottelivat parhaiten nämä kliiniset ryhmät toisistaan. Terveitä ja glaukoomasilmiä erottelevaa HRT:n ja muiden rakenteellisten ja toiminnallisten parametrien kombinaatiota etsittiin 55:n silmän aineistosta. Silmistä 32 oli terveitä ja 23 korkeapaineisia ja/tai glaukoomavaurioisia. CSM ja RNFLt, yhdessä iän ja mykiövärjäytymisen suhteen korjatun sinikeltaperimetrian keskipoikkeaman kanssa osoittivat hyvää erottelukykyä (ROC area 0.91) terveiden ja glaukoomasilmien välillä.

Abstract The aim of this work was to examine distinct dentofacial and pharyngeal features in children with sleep-disordered breathing (SDB). A further aim was to test the validity of the conventional methods used in orthodontics for recognition of obstructed airways. Seventy children (36 girls, 34 boys, age range 4.2–11.9 years), who were diagnosed as having SDB during the years 2000–2002, constituted the source of subjects for four separate studies. The study protocol included otorhinolaryngological and orthodontic examinations. Dental impressions and lateral cephalograms were taken. In addition, upper airway was imaged in 36 children in different head postures by magnetic resonance imaging (MRI). Age- and gender-matched healthy children were used as controls. The results showed that children with SDB had increased overjet, smaller overbite, narrower upper and shorter lower dental arches and higher incidence of anterior open bite and distal molar relationship when compared with control children. The severity of the obstruction correlated with larger deviations from normal in the dental characteristics. There were more children with crowding and with anterior open bite with increased severity of the disorder. Children with SDB displayed an increased sagittal jaw relationship, a more vertical growth pattern of the mandible, a longer and thicker soft palate, a lower hyoid bone position, larger craniocervical angles and narrower pharyngeal airway measured at multiple levels, when compared with the controls. Deviation in pharyngeal variables showed highest correlation with the severity of SDB. MRI indicated a smaller than normal oropharyngeal airway in children with SDB. The effect of head posture on pharyngeal airway dimensions differed in children with SDB when compared with the controls. These findings verify that the developmental course of occlusal characteristics and craniofacial structures may be modulated by breathing pattern, and, on the other hand, that certain features may predispose to the development of the disorder. It is important to recognize these signs in order to guide further development in a more favorable direction. The results confirmed that cephalometry is a valid screening tool when assessing nasopharyngeal and retropalatal airway dimensions. Clinical examination of tonsillar size was found reliable when retroglossal airway size was evaluated. / Tiivistelmä Väitöskirjatyön tarkoituksena oli selvittää lasten unenaikaisten hengityshäiriöiden yhteyttä kasvojen ja leukojen kasvuun, purennan kehitykseen sekä ylempien hengitysteiden rakenteeseen. Lisäksi tutkittiin, kuinka luotettavasti hammaslääkäreiden käytössä olevin menetelmin pystytään arvioimaan lasten ahtautuneita ilmateitä. Tutkimusaineistossa oli mukana 70 lasta (36 tyttöä, 30 poikaa, ikä 4.2–11.9 vuotta), joilla diagnosoitiin unenaikainen obstruktiivinen hengityshäiriö vuosina 2000–2002. Lapsille tehtiin kliiniset tutkimukset oikojahammaslääkärin ja korva-, nenä- ja kurkkutautien erikoislääkärin toimesta sekä otettiin lateraalikallokuva ja hampaistosta kipsimallijäljennökset. Lisäksi ylempien hengitysteiden magneettitutkimus suoritettiin 36 lapselle eri pään asennoissa. Verrokkiryhmässä oli sama ikä- ja sukupuolijakauma kuin tutkimusryhmässä. Tulokset osoittivat, että unenaikaisista hengityshäiriöistä kärsivillä lapsilla horisontaalinen ylipurenta oli suurentunut, vertikaalinen ylipurenta oli pienentynyt, ylähammaskaari oli kapeampi ja alahammaskaari lyhyempi kuin terveillä verrokeilla. Alaetualueen ahtaus ja etualueen avopurenta olivat yleisempiä niillä lapsilla, joilla oli vaikeampiasteinen hengityshäiriö. Lasten unenaikaiset hengityshäiriöt liittyivät suurentuneeseen leukojen väliseen kokoepäsuhtaan, alaleuan avautuvaan kasvumalliin, pidempään ja paksumpaan pehmeään suulakeen, kieliluun alempaan asentoon, kohonneeseen pään asentoon sekä ahtaampiin nielun ilmatilan mittoihin verrattaessa terveisiin lapsiin. Häiriön vaikeusaste korreloi suurempiin poikkeamiin nielun mitoissa. Lapsilla, joilla todettiin unenaikainen hengityshäiriö, magneettitutkimukset osoittivat nielun olevan ahdas. Pään asennon vaikutukset ilmatien rakenteeseen poikkesivat unenaikaisista hengityshäiriöistä kärsivillä lapsilla. Saadut tulokset osoittivat, että hengitystapa voi vaikuttaa hampaiston, kasvojen ja leukojen rakenteiden kehitykseen. Tietyt kasvojen ja leukojen piirteet puolestaan saattavat altistaa häiriön kehittymiselle. On tärkeää tunnistaa nämä merkit, jotta kehitystä voidaan ohjata suotuisampaan suuntaan. Tutkimukset osoittivat, että kefalometrinen analyysi on luotettava arvioitaessa nenänielun sekä pehmeän suulaen takana olevan ilmatilan kokoa. Nielurisojen kliinisen koon arviointi on luotettava arvioitaessa alemman suunielun ilmatilan kokoa.