Analyse et prévision de croissance crânienne par superposition Procruste

Cranial growth analysis and prediction using Procruste superimposition

237, rue Caponière, 14000 Caen, France

Résumé

La superposition Procruste est une méthode d'étude quantitative des formes vivantes fondée sur la théorie statistique de la conformation. Elle permet d'étudier la variation morphologique au sein d'un échantillon par représentation simultanée de tous les spécimens après élimination de leurs différences de taille, de position et d'orientation. La superposition minimise la somme des carrés des écarts entre les points anatomiques homologues.

Les résultats de superposition sont les résidus Procruste, les variables de conformation utilisées lors de l'analyse pour une recherche de la dépendance statistique entre la conformation et un facteur biologique. Ici, ce facteur biologique est la croissance. Les changements de conformation associés à celle-ci sont décrits par des régressions. On calcule les déplacements de points anatomiques en fonction des différences de taille. Les résultats sont ensuite représentés graphiquement. On met ainsi en évidence les changements de proportion entre crâne facial et neurocrâne ainsi que les remaniements anatomiques au niveau de la face. Cette méthode permet aussi d'aller au-delà de l'analyse et de modéliser les changements morphologiques.

On peut ainsi transformer la conformation d'un individu et simuler par le calcul les effets de la croissance.

Abstract

The Procruste superimposition is a quantitative method based upon the statistical shape theory. It is applied here to the study of the cranial shape changes associated to growth. All specimens are superimposed using a least square fitting vanishing information about size, position and orientation. This superimposition is the starting point of the analysis.

The Procruste residuals obtained are used to study the covariance between the shape and a biological factor. The shape changes associated to growth are analyzed by regressions of shape on size. The landmark movements computed in this way can be visualized, then graphically. The figure points out the proportion changes between the neural and facial parts of the cranium as well as the remodeling of the face. It is also possible to use this method to go beyond the analysis.

The computed growth patterns are used to transform morphology and therefore simulate the growth effects for an individual.