Fractal Analysis of Periapical Bone Healing Following Endodontic Treatment in Pediatric Patients
Abstract
Objective:
This study aimed to quantitatively evaluate trabecular bone structural changes following root canal treatment (RCT) in pediatric patients using fractal analysis (FA) and to investigate its relationship with Periapical Index (PAI)–based healing.
Methods:
Forty-one single-rooted anterior teeth from patients aged ≤16 years were included. Periapical radiographs obtained immediately after treatment (T0) and during follow-up (T1) were analyzed. Fractal dimension (FD) values were calculated from standardized regions of interest. Periapical healing was assessed using PAI and classified as healed (PAI < 3) or non-healed (PAI ≥ 3). Comparisons were performed according to follow-up duration (≤1 year and >1 year).
Agreement between FD change and PAI change was evaluated using intraclass correlation coefficient (ICC) and Bland–Altman analysis. Categorical agreement between FD- and PAI-based healing classifications was assessed using Cohen’s kappa.
Results:
FD values showed a significant decrease within the ≤1-year follow-up group (p = 0.049), whereas no significant change was observed beyond 1 year (p = 0.782). Overall FD values demonstrated a decreasing trend from T0 to T1 without statistical significance (p = 0.106). PAI scores decreased significantly in the total sample (p = 0.004). Agreement between FD change and PAI change was negligible (ICC = 0.014; p = 0.466), and categorical agreement was also non-significant (κ = −0.029; p = 0.853). Lower age was independently associated with PAI non-healing (adjusted OR = 0.584 per 1-year increase in age; p = 0.041).
Conclusions:
FD values exhibited a decreasing trend after RCT, particularly within the first year, supporting reactive bone remodeling toward normal trabecular architecture. The negligible agreement between FD- and PAI-based changes indicates that these measures capture distinct biological dimensions of periapical recovery and should not be considered interchangeable; however, their combined use may provide complementary insights into microarchitectural remodeling and conventional radiographic healing.
Keywords
Supporting Institution
The authors declared that this study has received no financial support.
Ethical Statement
This study was approved by the Iğdır University Non-Interventional Research Local Ethics Committee (Approval No: 2025/22-1).
Pediatrik Hastalarda Endodontik Tedavi Sonrası Periapikal Kemik İyileşmesinin Fraktal Analizi
Abstract
Amaç:
Bu çalışmanın amacı, pediatrik hastalarda kök kanal tedavisi (KKT) sonrasında trabeküler kemik yapısındaki değişimleri fraktal analiz (FA) kullanarak nicel olarak değerlendirmek ve bu değişimlerin Periapikal İndeks (PAI) temelli iyileşme ile ilişkisini araştırmaktır.
Gereç ve Yöntemler:
Çalışmaya ≤16 yaşındaki hastalara ait 41 adet tek köklü anterior diş dahil edildi. Tedavi sonrası hemen alınan (T0) ve takip sürecinde elde edilen (T1) periapikal radyografiler analiz edildi. Fraktal boyut (FD) değerleri standartlaştırılmış ilgi alanlarından hesaplandı. Periapikal iyileşme PAI kullanılarak değerlendirildi ve iyileşmiş (PAI < 3) veya iyileşmemiş (PAI ≥ 3) olarak sınıflandırıldı. Karşılaştırmalar takip süresine göre (≤1 yıl ve >1 yıl) yapıldı. FD değişimi ile PAI değişimi arasındaki uyum intraclass korelasyon katsayısı (ICC) ve Bland–Altman analizi ile değerlendirildi. FD ve PAI temelli iyileşme sınıflamaları arasındaki kategorik uyum Cohen’s kappa yöntemiyle analiz edildi.
Bulgular:
≤1 yıllık takip grubunda FD değerlerinde anlamlı bir azalma saptandı (p = 0.049), >1 yıl grubunda ise anlamlı bir değişiklik gözlenmedi (p = 0.782). Genel olarak FD değerleri T0’dan T1’e azalma eğilimi gösterdi, ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (p = 0.106). Toplam örneklemde PAI skorları anlamlı düzeyde azaldı (p = 0.004). FD değişimi ile PAI değişimi arasındaki uyum ihmal edilebilir düzeydeydi (ICC = 0.014; p = 0.466) ve kategorik uyum da anlamlı bulunmadı (κ = −0.029; p = 0.853). Daha düşük yaş, PAI iyileşmeme durumu ile bağımsız olarak ilişkili bulundu (yaşta her 1 yıllık artış için düzeltilmiş OR = 0.584; p = 0.041).
Sonuçlar:
FD değerleri KKT sonrasında, özellikle ilk yıl içerisinde, azalma eğilimi göstermiştir; bu bulgu reaktif kemiğin normal trabeküler mimariye doğru yeniden şekillendiğini desteklemektedir. FD ve PAI temelli değişiklikler arasındaki ihmal edilebilir düzeydeki uyum, bu ölçümlerin periapikal iyileşmenin farklı biyolojik boyutlarını yansıttığını ve birbirinin yerine kullanılmaması gerektiğini göstermektedir; ancak birlikte değerlendirildiklerinde mikromimari yeniden yapılanma ile konvansiyonel radyografik iyileşmeye ilişkin tamamlayıcı bilgiler sağlayabilirler.
Keywords
Supporting Institution
Yazarlar bu çalışmanın herhangi bir finansal destek almadığını beyan etmişlerdir.
Ethical Statement
Bu çalışma, Iğdır Üniversitesi Girişimsel Olmayan Araştırmalar Yerel Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (Onay No: 2025/22-1)