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Imaging of Facial Trauma
                               Part 2: Pathology

                                  Rathachai Ka...
      • Facial and mandibular fractures
          –   Nasal fractures
          –   Naso­orbital­ethmoidal (NOE) f...
Nasal Fractures 
      • Most common fracture of the facial bone
      • Etiology: motor vehicle collisions (MVC) most com...
Nasal Fractures
      • Pattern of nasal fractures depend on direction of force
          – Frontal direction (frontal blo...
Nasal Fractures
      • Diagnosis:
          – Made based on physical examination findings
              • Visible bony de...
Nasal Fractures
      • Plain film radiography
          – Plain film can miss up to nearly half of the patients with nasa...
Nasal Fractures,    
                                                     frontal blow
Nasal Septum 
Nasal Septum 
Naso­orbital­ethmoidal (NOE) 
      • Etiology: 
          – Forceful frontal blow to the...
Naso­orbital­ethmoidal (NOE) 
      • Relevant anatomy:
          – NOE complex consists ...
Naso­orbital­ethmoidal (NOE) 
      • Relevant anatomy
          – Medial canthal tendon
Naso­orbital­ethmoidal (NOE) 
      • Three types of NOE fractures
          – Type I: La...
Naso­orbital­ethmoidal (NOE) 
      • Pertinent radiologic information
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NOE Fractures,            
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Frontal Sinus Fractures
      • Etiology: motor vehicle collision (most common), followed by 
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Frontal Sinus Fractures
      • Relevant anatomy
          – Frontal sinus first appear 6­8yrs, fully pneumatized in adole...
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      • Indication for surgery
          – Fracture potentially injures nasofrontal duct (fx invol...
Frontal Sinus Fractures
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Frontal Sinus Fractures
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Orbital Fractures
      • Plain film radiography has false negative rate of 7­30%
      • CT in axial, and coronal planes ...
Orbital Fractures
      • Blowout fractures
          – Bone is displaced away from the orbit
          – May involve the ...
Orbital Fractures
      • Blowout fractures
          – Pertinent radiologic information
              • Appearance of inf...
Orbital Blowout Fractures
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Orbital Blowout Fractures
  81­year­old woman fell from stairs
  Intraorbital fat herniation (green arrow) through the def...
Orbital Fractures
      • Blow­in fractures
          –   Bone is displaced into the orbit, intraorbital volume is decreas...
Orbital Blow­in Fractures
          80­year­old man fell onto his face.
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Orbital Fractures
      • Orbital floor fractures
          – Most common portion of orbit to sustain a fracture
Orbital Fractures
      • Medial wall fractures
          – Usually associated with other complex midface fractures
Orbital Fractures
      • Soft tissue injuries of the orbit
          – Eyeball rupture
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      21­year­old man was assaulted.
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Zygomatic Fractures
      • Two types of zygomatic fractures
          – Zygomatic complex fracture
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Zygomatic Fractures
      • Zygomatic complex fractures 
          – AKA ZMC fracture, trimalar fracture, malar eminence f...
Zygomatic Fractures
      • Zygomatic complex fractures
          – Fractures almost invariably traverse the infraorbital ...
Zygomatic Fractures
      • Isolated zygomatic arch fracture
          – Etiology: direct blow by small object 
Zygomatic Complex Fractures
     60­year­old man fell onto the left cheek.
     Axial and coronal reformatted CT images sh...
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    23­year­old man was punched by a left­handed.
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Imaging Of Facial Trauma Part 2


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Rathachai Kaewlai

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Imaging Of Facial Trauma Part 2

  1. 1. Imaging of Facial Trauma Part 2: Pathology Rathachai Kaewlai, MD Specialized in Body Imaging and Emergency Radiology  January 2007 The author is willing to receive any input, comments and corrections,  Please do not hesitate to contact at the email address provided above. 1 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  2. 2. Outline • Facial and mandibular fractures – Nasal fractures – Naso­orbital­ethmoidal (NOE) fractures – Frontal sinus fractures – Orbital fractures • Blowout fractures • Blow­in fractures • Floor fracture • Orbital apex fracture – Zygomatic fractures • Zygomatic complex (ZMC) fractures • Isolated zygomatic arch fracture 2 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  3. 3. Nasal Fractures  • Most common fracture of the facial bone • Etiology: motor vehicle collisions (MVC) most common, followed  by assaults • Relevant anatomy: Nasal pyramid consists of – Nasal bones  • Inferior part of nasal bones is thinner than superior, more prone to fx – Frontal processes of maxilla – Nasal septum (superior = perpendicular plate of ethmoid, inferior =  vomer, anterior = quadrangular cartilage)  – Lateral cartilages (upper and lower lateral cartilages) 3 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  4. 4. Nasal Fractures • Pattern of nasal fractures depend on direction of force – Frontal direction (frontal blow) • May cause a simple nasal fx • Can be more severe with flattening of nose, septum and more  complicated fx such as naso­orbital­ethmoidal fx – Lateral direction (lateral blow) • May cause depression of ipsilateral nasal bone • May also fracture contralateral nasal bone • Interlocking of nasal bone and cartilage may occur; requiring open  reduction for adequate cosmetic result – Inferior direction (blow from below) • Usually with septum (quadrilateral cartilage, bony septum) fx and  dislocation 4 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  5. 5. Nasal Fractures • Diagnosis: – Made based on physical examination findings • Visible bony deformity in displaced fx • Laceration, ecchymosis, hematoma, mucosal tear and epistaxis in the  inner surface of the nasal cavity strongly suggest fx – Presence of epistaxis and septal hematoma requires prompt  diagnosis and treatment • Epistaxis can be life threatening • Septal hematoma may lead to cartilage necrosis and resultant saddle  nose deformity – Telecanthus is an indication of more severe injury, further  workup including CT scan is required 5 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  6. 6. Nasal Fractures • Plain film radiography – Plain film can miss up to nearly half of the patients with nasal  fractures – Nasal bone series: • Lateral nasal views (soft tissue technique) • Water’s view • CT – CT better depicts fx, especially frontal process of maxilla.  Depressed fx of frontal process of maxilla can lead to facial  deformity if left untreated  – CT should be performed if there is more than a simple nasal  fracture on x­ray – Presence of telecanthus prompts CT workup 6 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  7. 7. Nasal Fractures,     frontal blow 39­yo­man (cop vs.  robber) was punched from  the front Comminuted bilateral  nasal bone fractures (red  arrows) with displaced  fragments.  N = nasal bone M = Frontal process of maxilla Black arrow = Intact  nasomaxillary suture 7 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  8. 8. Nasal Septum  Fractures 33­yo­man was  punched by a right­ handed person S = Bony nasal septum E = Ethmoid sinus Sp = Sphenoid sinus  = Orbital emphysema  (in this case, from  maxillary sinus fracture) Fractures of the left frontal process of maxilla (red arrow) and right nasal bone (green  arrow) are noted. The fractures are displaced to the right, indicating the force of impact  from the left. The right­handed person hit the left side of the nose of the victim. 8 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  9. 9. Nasal Septum  Fractures 67­yo­man involved in  a motor vehicle  collision S = Bony nasal septum E = Ethmoid sinus Blue arrows = Frontal  process of maxilla  = Trapped air in  preseptal region  (anterior to the globe) Deformity of the nose pointing toward the left. Angulation of the cartilagenous portion of  the nasal septum (red arrows). Blood in the nasal cavity is present as soft tissue density.  9 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  10. 10. Naso­orbital­ethmoidal (NOE)  Fractures • Etiology:  – Forceful frontal blow to the central aspect of midface.  – Most common from motor vehicle collisions (MVC), followed by  assaults • NOE fractures involve the central upper face, disrupting the  medial orbit, nose and ethmoid sinuses • NOE fractures are distinguished from simple nasal  fractures by – Posterior disruption of medial canthal region, ethmoids and  medial orbital walls 10 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  11. 11. Naso­orbital­ethmoidal (NOE)  Fractures • Relevant anatomy: – NOE complex consists of nasal, frontal, maxillary,  ethmoid, lacrimal and sphenoid bones – Superior to NOE complex is anterior cranial fossa – Lateral to NOE complex is globe – Deep to NOE complex is optic canal and sphenoid  bone – Center of NOE complex is interorbital space,  consisting of ethmoid sinuses, lacrimal drainage  system, nasofrontal ducts – NOE fractures can injure significant  surrounding structure 11 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  12. 12. Naso­orbital­ethmoidal (NOE)  Fractures • Relevant anatomy – Medial canthal tendon • A crucial soft tissue component of NOE complex • Medial portion of orbicularis oculi, inserting to the medial orbital wall • Acts as a suspensory sling for the globe and ensure close apposition of  the eyelid • In NOE fractures, medial canthal tendon pulls the fragment laterally, or  (rarely) torn, causing telecanthus • Helpful clinical signs to detect traumatic telecanthus – Intercanthal distance > interpalpebral distance of the eyes – Intercanthal distance more than one­half of interpupillary distance – Clinically, the most obvious deformity is loss of nasal  projection in profile and apparent telecanthus 12 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  13. 13. Naso­orbital­ethmoidal (NOE)  Fractures • Three types of NOE fractures – Type I: Large fragment of medial orbit, medial canthal insertion is  intact – Type II: Comminution of bones, fracture line does not extend into  area of medial canthal insertion – Type III: Comminution of bones, fracture line extends into area of  medial canthal insertion 13 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  14. 14. Naso­orbital­ethmoidal (NOE)  Fractures • Pertinent radiologic information – Degree of comminution of medial orbital wall, especially in the  lacrimal fossa where medial canthus attaches – Involvement of nasofrontal ducts require surgical obliteration of  frontal sinus to prevent frontal mucocele – Extension • Posterior extension to the optic canal • Superior extension to the frontal sinus, intracranial structures • Complications – Persistent telecanthus – Injury to lacrimal system – Nasofrontal duct impingement 14 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  15. 15. NOE Fractures,             bilateral, type II or III 21­yo­man was assaulted E = Ethmoid M = Maxillary sinus Sp = Sphenoid sinus = Orbital emphysema A Frontal blow to the nasion results  in a comminuted fracture  involving the medial walls of both  orbits (green circle), nasal bones  (green arrow) and frontal  processes of maxillae (red arrows)  as shown in image A.  Blue arrows  indicate the attachment sites for  medial canthal tendons. Posterior  displacement (depression) of the  nasion is noted in image B.  B 15 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  16. 16. C D 3D images better depict degree of displacement and depression of the NOE fractures. The  fractures also extend to frontal sinuses (F). Comminuted fractures of bilateral nasal bones  (N) and frontal processes of maxillae (M).  Small images on right lower corners represent  normal anatomy in the same projections. From radiological perspective, type II and II NOE  fractures may not be differentiated.  Radiologic description should comment on degree of comminution of medial orbital  wall especially in the region of lacrimal fossa, where the medial canthus attaches and  nasofrontal ducts locate. 16 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  17. 17. Frontal Sinus Fractures • Etiology: motor vehicle collision (most common), followed by  high­impact sport related injuries • Clinical – Gross depression or laceration over supraorbital ridge,  glabella or lower forehead (most common finding on clinical  exam) – Ophthalmologic evaluation may be necessary because up to  half of patients have orbital trauma • Classification of fractures – Location: anterior wall, posterior wall, or both – Appearance: linear, comminuted, depressed or nondisplaced • Isolated anterior wall fracture is most common 17 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  18. 18. Frontal Sinus Fractures • Relevant anatomy – Frontal sinus first appear 6­8yrs, fully pneumatized in adolescence. – It can be asymmetric/partial incomplete pneumatized up to  20% of population – Frontal sinus drainage via either nasofrontal duct located  posteriomedially in the sinus (the only drainage pathway of frontal  sinus ­ may be absent in general population) or in conjunction with  anterior ethmoid air cells. The nasofrontal duct, if present and  fractured, can be obstructed ­ leading to chronic drainage  complication – Frontal sinus is closed to dura, frontal lobe, crista galli and  cribiform plate 18 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  19. 19. Frontal Sinus Fractures • Indication for surgery – Fracture potentially injures nasofrontal duct (fx involves base of  frontal sinus, medial to supraorbital notch) – Depressed anterior wall ­ cosmetic deformity – Posterior table fx with gross CSF leak, more than one table width  displacement • Pertinent radiologic information – Status of nasofrontal duct, posterior wall, frontal lobe injury • Complication – Early complication: frontal sinusitis (retained FB in sinus) leading to  meningitis, osteomyelitis, orbital abscess or brain abscess – Late complication: mucocele, mucopyocele, delayed CSF leak 19 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  20. 20. Frontal Sinus Fractures Two examples. Young  patients who were  assaulted. Above: Isolated anterior  wall fracture (red arrows)  with hemosinus. Intact  posterior wall (blue arrow).  This type of depressed  fracture causes cosmetic  deformity Below: Both anterior and  posterior table fractures  (red and green arrows),  which are nondepressed.  Pneumocephalus (white  arrow) 20 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  21. 21. Frontal Sinus Fractures Scout CT: Asymmetrical haziness of the left frontal sinus (normal frontal sinus on  AP skull radiograph should have same density to the orbit) indicates hemosinus (red  arrow). Axial CT: Fracture of the posterior wall of the left frontal sinus (green arrows) is  demonstrated. There is displacement of the fracture fragments into the sinus. Small  pneumocephalus is noted deep to the fracture. The patient also has anterior wall  fracture (not shown). Isolated posterior wall fracture is rare.  21 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  22. 22. Orbital Fractures • Plain film radiography has false negative rate of 7­30% • CT in axial, and coronal planes are essential to determine  presence of fractures and status of intraocular muscle – Axial: medial, lateral wall fracture, entrapment of medial rectus  muscle – Coronal: floor, roof fracture, entrapment of inferior rectus muscle,  fracture involving nasolacrimal duct – Both are helpful for fx of optic canal, retro­orbital hematoma • Two main types – Blowout fractures – Blow­in fractures 22 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  23. 23. Orbital Fractures • Blowout fractures – Bone is displaced away from the orbit – May involve the roof, floor, and medial or lateral walls of the orbit • Most common = floor – If orbital rim is intact = ‘pure’ blow­out fracture (classic fx) – Up to 30% have ocular injury – Two proposed mechanism of injury • Hydraulic mechanism: pressure on eyeball increases intraorbital  pressure, then the orbit ruptures at its weakest point (thin floor) • Buckling mechanism: blow to orbital rim results in fx of orbital wall – Clinical  • Enophthalmos, diplopia and hypoesthesia (infraorbital nerve  distribution). This can be obscured due to swelling 23 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  24. 24. Orbital Fractures • Blowout fractures – Pertinent radiologic information • Appearance of inferior rectus muscle on coronal images – Normal = oval shape – Abnormal = round shape • Location of inferior rectus muscle – Abnormal = located below the expected level of orbital floor • Abnormal inferior rectus can be  – Entrapped: muscle lies completely beneath or within the defect and  appears round on coronal images – Hooked: portion of muscle lies within the defect – Entrapment of inferior rectus in children can be easily missed, since  flexible bone springs back into place like a trap door, looking normal  at CT except for entrapped muscle beneath it • This requires urgent Rx within 24­72 hours to minimize motility problem 24 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  25. 25. Orbital Blowout Fractures Middle age patient involved in  motor vehicle collision Coronal images (in bone and soft  tissue windows) show the defect  (red arrow) in the floor of the right  orbit with a small hematoma in the  right maxillary sinus (green arrow).  Light blue arrows point to the inferior  rectus muscle, where its inferior  portion (blue arrow) is hooked to the  defect. Clinically, the patient does  not have entrapment O = Optic nerve = Facial soft tissue edema  Clinical ophthalmologic  exam is required to confirm  or rule out evidence of  intraocular muscle  entrapment.  25 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  26. 26. Orbital Blowout Fractures 81­year­old woman fell from stairs Intraorbital fat herniation (green arrow) through the defect in the floor of the left orbit. The  inferior rectus (blue arrow) is far from the site of fracture. 3D image shows intact orbital  rim (red arrows) indicative of ‘pure’ blow­out fracture.  O = Optic nerve, H = Hemosinus 26 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  27. 27. Orbital Fractures • Blow­in fractures – Bone is displaced into the orbit, intraorbital volume is decreased – May involve the roof, floor, and medial or lateral walls of the orbit – If orbital rim is intact = ‘pure’ blow­in fractures – Clinical • Exophthalmos (due to decreased orbital volume) • Decreased visual acuity (eyeball trauma, optic neuropathy, fracture of  optic canal) 27 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  28. 28. Orbital Blow­in Fractures 80­year­old man fell onto his face. Fractures of the floor of the left orbit (red arrow) displace superiorly into the  orbit. The medial rectus muscle (blue arrows) is pushed upward by the  fracture fragment. Intraorbital volume is further decreased by retroorbital  hematoma (blue star). H = Hemosinus 28 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  29. 29. Orbital Fractures • Orbital floor fractures – Most common portion of orbit to sustain a fracture – Usually associated with other complex midface fractures (ZMC,  LeFort II and LeFort III fractures) – Can be linear, comminuted, or segmental – Herniation of intraorbital contents • Best seen in coronal projection • What determines chance of herniation, entrapment? – Size of fragment, degree of depression • Inferior rectus muscle can be free, hooked, or entrapped – Indications for surgery • Involvement > 50% of the floor, combined floor and medial wall fx with  soft tissue herniation, significant enophthalmos (> 2mm), significant  diplopia 29 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  30. 30. Orbital Fractures • Medial wall fractures – Usually associated with other complex midface fractures – Risk of medial rectus herniation (either hooked or entrapped) ­  relatively rare • Orbital roof fractures – Risk of brain herniation into the orbit (better seen with coronal  reformatted CT or MRI) • Orbital apex fractures – Emergent surgical cases if there is radiologic and clinical  evidence of optic nerve impingement – May be associated with blindness – May be associated with carotid artery injury (cavernous portion) 30 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  31. 31. Orbital Fractures • Soft tissue injuries of the orbit – Eyeball rupture • Usually there is extrusion of vitreous (normal intraocular pressure is  higher than intraorbital pressure) ­ leading to ‘flat tire’ sign and  ‘deepening’ of anterior chamber sign seen in CT – Lens injury: subluxation, dislocation, traumatic cataract • Zonular fibers hold lens in place to ciliary muscle. If torn (partial or  complete), subluxation or dislocation occurs • Traumatic cataract (acute lens edema): affected lens has density 30HU  less than normal side – Intraorbital hemorrhage – Intraorbital foreign body 31 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  32. 32. Globe Rupture and Vitreous Hemorrhage 21­year­old man was assaulted. Right globe rupture is evident by flattening of the posterior wall of the globe “flat tire  sign” (red arrow) and narrowing of the space between cornea and lens “deepening of  anterior chamber” (red line).  = Vitreous hemorrhage  32 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  33. 33. Hemorrhage: Preseptal, Vitreous and Choroidal  Preseptal hemorrhage = bleeding in the space anterior to the globe (green arrows, line) Vitreous hemorrhage = bleeding in the posterior chamber of the globe (red star), usually making  ‘obtuse’ angle with the surrounding vitreous Choroidal hemorrhage = bleeding in the choroid (white stars) along the wall of the globe Blue arrows represent subcutaneous edema/hemorrhage. 33 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  34. 34. Traumatic Lens Dislocation 60­year­old man was found down. Traumatic left lens dislocation (red arrow) is noted. Dislocation occurs due to tear of  zonular fibers normally surrounding the lens. Blue arrows point to normal lens at the  locations of zonular fiber attachment. The patient also has diffuse subarachnoid  hemorrhage (red stars) and multiple facial fractures. 34 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  35. 35. Zygomatic Fractures • Two types of zygomatic fractures – Zygomatic complex fracture – Isolated zygomatic arch fracture • Relevant anatomy – Malar eminence = surface anatomy of the  body of zygoma – Zygomatic fractures can cause limitation  of mandibular motion, especially when the  fractures are depressed • Masseter muscle arises from zygomatic arch • Coronoid process is located underneath the  zygomatic arch 35 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  36. 36. Zygomatic Fractures • Zygomatic complex fractures  – AKA ZMC fracture, trimalar fracture, malar eminence fracture – Tripod fracture is a misnomer (zygoma actually has 2 attachments  to cranium and 2 to maxilla) – Principal lines involve 3 components • Orbital process of zygoma  • Inferior rim of orbit • Zygomatic arch – Main fragment is zygoma, which has become separated from  its three areas of attachment 36 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  37. 37. Zygomatic Fractures • Zygomatic complex fractures – Fractures almost invariably traverse the infraorbital nerve foramen  (located in the orbital floor), causing impaired sensation of the  cheek and a portion of the upper lip. However in majority of cases,  the nerve is usually intact – Pertinent radiologic information • Alignment of zygoma (depressed, rotated) • Lateral orbital wall alignment (posterior relationship of zygoma and  sphenoid bones) – Angulation of the wall results in increased orbital volume and enophthalmos  37 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  38. 38. Zygomatic Fractures • Isolated zygomatic arch fracture – Etiology: direct blow by small object  – Commonly consists of 3 fractures: • One at each extremity • Third in the center with depression of fracture fragment – Limited motion of mandible may occur if the fracture impinges on  coronoid process or simply because the masseter muscle arises  from zygomatic arch 38 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  39. 39. Zygomatic Complex Fractures 60­year­old man fell onto the left cheek. Axial and coronal reformatted CT images show typical left ZMC fractures:  anterior/posterior walls of maxillary sinus including rim (red arrows), zygomatic arch  (green arrow), and orbital process of zygoma (blue arrow). Left orbital floor ‘blow­out’  fracture with intraorbital fat herniation is seen in coronal image. Orbital floor fracture is  commonly associated with ZMC fractures. H = Hemosinus, = Soft tissue emphysema due to communication with fractured sinus 39 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  40. 40. Zygomatic  Complex Fractures Same patient as in  previous page 3D image shows all  components of left  ZMC fractures  including the inferior  orbital rim (red  arrows), zygomatico­ frontal separation  (blue arrow),  zygomatic arch  (green arrow). 40 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  41. 41. Isolated Zygomatic Arch Fractures 23­year­old man was punched by a left­handed. Classic zygomatic arch fractures occur in three sites along the arch. The  middle fracture causes fracture fragment depression. The depressed  fragments impinge on masseter muscle and can limit jaw movement. 41 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma
  42. 42. • The information provided in this presentation… – Does not represent the official statements or views of the Thai  Association of Emergency Medicine.  – Is intended to be used as educational purposes only.  – Is designed to assist emergency practitioners in providing  appropriate radiologic care for patients.  – Is flexible and not intended, nor should they be used to establish a  legal standard of care.  42 Emergency Radiology: Imaging of Facial Trauma