Конусно-лучевая компьютерная томография в эндодонтии

Радиографическая визуализация — неотъемлемая часть диагностики, планирования лечения и последующих наблюдений в эндодонтии. Интерпретация изображения может искажаться рядом факторов, включая местную анатомию, суперпозицию зубов и окружающих дентоальвеолярных структур. В результате наложения переапикальные рентгенограммы демонстрируют только ограниченную точку зрения, двухмерную картину, когда в реальности анатомия трехмерна. Кроме того, зачастую при использовании обычных радиографических методов происходит геометрическое искажение анатомических структур. Эти проблемы могут быть устранены путем использования визуализирующей методики мало- или ограниченно объемной конусно лучевой компьютерной томографии, которая создает точное 3D-изображение зуба и окружающих зубоальвеолярных структур.

КЛКТ выполняется при использовании вращающейся рамы, на которой установлены рентгеновский источник и детектор. Расходящиеся пирамидальные или имеющие форму конуса источники ионизирующей радиации направляются сквозь середину интересующей области в детектор РГ-лучей на противоположной стороне от пациента. Источник РГ-лучей и детектор вращаются вокруг статичной точки опоры в пределах интересующей области. В процессе последовательной экспозиции получаются сотни плоскостных проекционных изображений поля зрения (ПЗ) при дуге минимум 180 градусов. В одном этом обороте КЛКТ предоставляет точное, прямое и четкое 3D-изображение. Поскольку экспозиция КЛКТ захватывает все ПЗ, только одна последовательность вращения рамы необходима для сбора достаточного количества информации для реконструкции изображения. В настоящий момент КЛКТ относится к дополнительной категории для специфического применения, нежели для замены 2D-изображений. The Food and Drug Administration апробировали первый КЛКТ для использования в стоматологии в марте 2001 г. С этого времени несколько КЛКТ-установок были одобрены FDA. Эта статья обсуждает будущее, преимущества и риски использования КЛКТ в эндодонтии.

Поле зрения (ПЗ)

Размеры ПЗ, или объем сканирования, прежде всего зависят от размера детектора и его формы, геометрии проекционного луча и способности коллимировать луч. Коллимация первичного рентгеновского луча ограничивает рентгеновское облучение на исследуемой зоне. Ограничение размера поля, следовательно, гарантирует, что оптимальное ПЗ может быть подобрано для каждого пациента, основываясь на демонстрации заболевания и области, выбранной для изображения. В общем, чем меньше объем сканирования, тем выше разрешение изображения и ниже эффективная радиационная доза для пациента. Так как ранее говорилось, переапикальная радиография визуализирует существующую патологию, нарушающую непрерывность твердой пластинки и расширение периодонтального связочного пространства, за оптимальное разрешение любой системы КЛКТ, используемой в эндондонтии, принято разрешение, не превышающее 200 мкм — средняя ширина периодонтального лигаментарного пространства. Принципиальное ограничение размера ПЗ конусно-лучевого изображения — это размер поля облучения. Если наименьший воксельный (объемный пиксель) размер выбран в этих наибольших ПЗ-аппаратах, то снизится разрешающая способность в сравнении с интраоральной радиографией или аппаратами с ограниченным объемом КЛКТ. Для большинства эндодонтических процедур ограниченные или фокусированные ПЗ КЛКТ предпочтительны, чем более крупные объемы КЛКТ, по следующим причинам:
1. Повышенное разрешение для улучшения точности диагностики специфических эндодонтических целей, таких как визуализация маленьких функциональных включений: кальцифицированных/дополнительных каналов, пропущенных каналов и т. д.
2. Лучшее разрешение.
3. Уменьшение воздействия радиации на пациента.
4. Время сохранения из-за меньшего объема для интерпретации.
5. Уменьшение зоны ответственности.
6. Фокусирование на интересующей анатомической зоне.

Обсуждение радиационных доз

Для значимого сравнения радиационного риска, радиационная экспозиция сведена к эффективной дозе, измеряемой в Зивертах (Sv, Зв). Sv — большая единица измерения; так, в челюстно-лицевой визуализации обычно используются микрозиверты (10^-6 Зв). Радиационная доза для специфических тканей измеряется и регулируется в зависимости от количества тканей в ПЗ и рассчитывается с учетом радиационной чувствительности тканей. Расчет тканевых/органных доз затем суммируется для оценки эффективной дозы. Сравнения должны быть приведены с учетом естественной фоновой радиации. Ткани/органы, используемые для подсчета эффективной дозы, определены Международной Комиссией по Радиационной Защите. Органы, используемые в калькуляции эффективных доз для визуализации головы, включают костный мозг, щитовидную железу, пищевод, кожу, поверхность кости, слюнные железы, мозг, «остаточные» ткани. Опубликованные эффективные дозы для цифровой радиографии простираются в диапазоне 5.5–22.0 мкЗв (Таблица 1).

Таблица 1. Дозы ионизирующей радиации (приблизительные).

Это сопоставимо со среднегодовой эффективной дозой, получаемой из окружающей среды в США — около 3.000 мкЗв (3.0 mSv). Ряд факторов, влияющих на радиационную дозу, производится системой КЛКТ: используемые параметры визуализации (kVp, mAs); импульсный пучок в зависимости от непрерывного луча; количество, вид, форма фильтрации пучка; число основных изображений, частично зависимых от использования 360-градусной или меньшей ротации; ограничение размеров ПЗ. Такие факторы, как качество луча и фильтрация, уникальны для каждого аппарата, в то время как остальные факторы, такие как ПЗ, иногда могут контролироваться оператором. Обычно при наименьшем ПЗ применяется наименьшая доза радиации. Поскольку эффективная доза вычисляется из суммарных измерений доз для разных органов, удаление некоторых органов из поля воздействия рентгеновского пучка может редуцировать эффективную дозу.

Принцип ALARA

ALARA — акроним для As Low As Reasonably Achievable (Ниже настолько, насколько разумно достижимо), и это фундаментальный принцип для диагностической радиологии. Минимизация дозы может быть достигнута путем:
1. Изучения анамнеза пациента и оценки соответствующим профессионалом, нужно следовать определённым критериям выбора.
2. К работе должен допускаться только обученный должным образом и дипломированный персонал для выполнения радиографических исследований.
3. Учета оптимальных технических факторов, включающих геометрию проекции пучка, мощность пучка, коллимацию и фильтрацию.
4. Использование быстрых рентгеновских детекторов в соответствии с получением радиографического изображения адекватного качества для диагностики.

Клиницисты должны использовать КЛКТ только в тех случаях, когда не могут получить ответ с использованием более низких адекватных доз, свойственных дентальной радиографии, или альтернативных методов визуализации.

Точность воспроизведения: компьютерная томография и КЛКТ-визуализация содержат огромный объем данных, состоящих из миллионов 3D-вокселей. КТ-воксели анизотропны; высота вокселей завист от толщины среза КТ-луча, который ограничивает точность реконструируемого изображения. С данными КЛКТ воксели изотропны, т. е. они равны по длине, высоте и глубине, что позволяет производить точные геометрические подсчеты в любой плоскости. 3D-точность была сравнена в нескольких исследованиях.

Ограничения КЛКТ: важный момент, который может влиять на качество изображения и точность диагностики КЛКТ-визуализации — это рассеивание и артефакты, вызванные плотностью близлежащих структур, таких как эмаль, и рентгенконтрастных материалов, таких как металлический штифт, реставрации и материалы для пломбирования корневых каналов (Рис. 1). Дополнительные артефакты могут обеспечивать движения пациентов во время сканирования и реконструкции изображения.

Рис. 1.  Аксиальная КЛКТ зуба 3.6, артефакты костного утолщения (темные линии) прослеживаются медиально от пломбировочного материала корня. Это не фрактура.

Критерии отбора пациентов: КЛКТ не должно быть обыденностью при эндодонтической диагностике или применяться в целях скрининга при отсутствии клинических признаков и симптомов. Анамнез пациента и клинические исследования должны обосновывать использование КЛКТ, демонстрируя пациенту, что преимущества перевешивают потенциальный риск.

Интерпретация: клиницисты, использующие КЛКТ, ответственны за интерпретацию объема полученной визуализации так же, как при других радиографических изображениях. Любой радиограф может обнаруживать находки, важные для здоровья пациента. Нет такого информированного согласия, позволяющего клиницисту интерпретировать только специфическую область полученной информации. Поэтому клиницист может быть ответственен за недостаточную диагностику, даже если это не входит в область его практики. Любые вопросы практикующего врача, интерпретирующего данные изображения, должны быть немедленно переданы специалисту по внутриротовой и челюстно-лицевой радиологии.

Преимущества КЛКТ в эндодонтии

Возможно, наиболее важным преимуществом КЛКТ в эндодонтии является то, что она демонстрирует анатомические особенности в трех проекциях, нежели интраоральная и панорамная визуализации. Единицы измерения КЛКТ реконструируют проекционные данные для создания взаимосвязанных изображений в трех ортогональных плоскостях (аксиальной, сагиттальной и коронарной). В дополнение, из-за того, что реконструкция данных КЛКТ выполняется изначально с использованием компьютера, данные могут быть реориентированы в их истинном пространственном отношении. В связи с изотропной природой построенных объемных элементов (вокселей), составляющих объемный набор данных, проекционные данные могут быть разделены неортогонально. Большинство программных обеспечений направлены на создание различных неаксиальных 2D-изображений в многоплоскостной реформации. Такие MPR-режимы включают косые, изогнутые плоскостные реформации (обеспечивающие «симулирующие» неискаженные панорамные изображения) и последовательные транспланарные реформации (обеспечивающие кросс-секции), которые могут использоваться для освещения специфики анатомических областей при решении разнообразных диагностических задач. Применяются улучшения, включающие zoom-увеличение, регулировка окон/уровней, и текстовые или стрелочные примечания. Выделенные курсором алгоритмы измерения обеспечивают клинициста интерактивной возможностью пространственной оценки в реальном времени. Измерения на экране свободны от искажения и увеличения. Из-за сбора, происходящего изначально с высоким разрешением 3D- объемных данных, и возможности отображаться в качестве интерактивных изображений технология КЛКТ обеспечивает клинициста непараллельной визуализацией частых комплексных взаимосвязей и границ между зубом и окружающей патологией и анатомическими образованиями в лунке и полости рта, такими как верхнечелюстной синус и нижнечелюстной канал и отверстие.

В общем, использование КЛКТ в эндодонтии должно быть ограничено оценкой и лечением комплексов эндодонтических обстоятельств, таких как:

• идентификация аномалий системы корневых каналов и определение кривизны корня;
• диагностика дентальных переапикальных патологий у пациента, который обратился с противоречивыми и неспецифическими клиническими симптомами и данными, со слабой симптоматикой, связанной с нелеченным или первично эндодонтически леченными зубами с отсутствием патологии на обычных снимках, и в случаях, когда анатомическая суперпозиция корней или областей челюстно-лицевой области требует проведения конкретных процедур;
• диагностика патологий неэндодонтической природы с целью определения размеров поражения и его эффекта на окружающие структуры;
• интра- и постоперативное исследование эндодонтических сложностей, таких как выведение пломбировочного материала, поломка эндодонтического инструмента, идентификация кальцифицированного канала и локализация перфораций;
• диагностика и ведение дентоальвеолярной травмы, в особенности фрактур корня, люксаций и/или дистопия зуба и альвеолярых фрактур;
• локализация и дифференциальная диагностика наружной и внутренней резорбции корня или инвазивной цервикальной резорбции от остальных состояний, планирование подходящего лечения и прогнозирование;
• прехирургическое планирование для определения точного положения апекса/апексов корня и оценка расположения близлежащих анатомических структур.

Рис. 2. А. Периапикальная радиограмма зуба 4.6. Б. Сагиттальный срез КЛКТ зуба 4.6. Невыраженная рентгенпрозрачность.

Обнаружение апикальных периодонтитов: КЛКТ позволяет определить рентгенпрозрачные образования до того, как они станут видимы на обычных радиограммах (Рис. 2а и 2б). Поражения в кортикальной кости могут быть обнаружены рентгенографически только тогда, когда произойдет перфорация кортикальной пластинки, эррозия внутреней поверхности кортикальной пластинки или обширное поражение или дефект на другой поверхности. Известно, что периапикальные поражения в губчатой кости не могут быть идентифицированы рентгенографически.

КЛКТ, однако, может немедленно выявлять дефекты губчатой кости и кортикальной пластинки. Распространенность апикальных периодонтитов оказалась выше при использовании КЛКТ в сравнении с периапикальными рентгенограммами. Более того, информация, полученная от данных КЛКТ, сходна с гистологическим анализом, в то время как традиционные радиографы искажали размер периапикальных поражений. Одно из исследований показывает, что 34% рентгенпрозрачности, выявленной на КЛКТ, было пропущено при переапикальной радиографии у верхнечелюстных премоляров и моляров. Было заключено, что диагностика апикальных периодонтитов значительно выше при КЛКТ, нежели при переапикальной радиографии. Так, КЛКТ является более чувствительным диагностическим методом для идентификации апикальных периодонтитов.

Прехирургические исследования: трехмерная визуализация позволяет оценить анатомическое взаимодействие апексов корней с важными анатомическими структурами, такими как нижнечелюстной нерв, ментальное отверстие, верхнечелюстной синус в любой плоскости, которую хочет рассмотреть клиницист. Было установлено, что КЛКТ может играть важную роль в планировании периапикальной микрохирургии небных корней первых верхнечелюстных моляров. Дистанция между кортикальной пластинкой и апексом небного корня может быть измерена, и может быть обнаружено наличие или отсутствие верхнечелюстного синуса между корнями. При исследовании различных видов и срезов данных предоперационно могут быть обнаружены и оценены толщина кортикальной пластинки, структура губчатой кости, фенестрации, такие как инклинации зубов или корней, вовлеченных в план операции. КЛКТ-снимки 139% были проанализированы с целью оценки близости нижнечелюстного канала к апексам корней 743 нижнечелюстных вторых премоляров и первых и вторых моляров. КЛКТ — точный, неинвазивный метод для определения расположения нижнечелюстного канала. Вариации расположения этих структур у пациентов свидетельствуют о необходимости проведения КЛКТ перед проведением инвазивного лечения в этой области для профилактики травмы нерва.

Исследование морфологии зуба и осложнений: морфология корней и топография кости может визуализироваться на 3D, можно оценить количество каналов в корне вне зависимости от того, как они расположены друг относительно друга. Пропущенный и неизлеченный корневой канал можно обнаружить на аксиальных срезах, которые невозможно получить при проведении периапикальных радиограмм. Была оценена эффективность определения второго мезиального щечного канала в первых верхнечелюстных молярах с использованием КЛКТ.

Изображения КЛКТ четко идентифицируют наличие или отсутствие МВ2-канала у 78.95% образцов. Статистический анализ показывает, что нет значительной разницы между данными обнаружения МВ2 на КЛКТ или при проведении золотого стандарта клинических секционирований. Кроме того, визуализация КЛКТ четко демонстрирует наличие неизлеченных или пропущенных каналов интраоперативно или в обтурированных каналах, так же как и наличие осложнений (напр., перфораций) (Рис. 3–5). По существу, это показывает, что использование КЛКТ для нехирургического и хирургического перелечивания одинаково важно для клинициста.

Рис. 3. Аксиальный срез КЛКТ максилярного левого квадранта. Отмечается пропущенный МВ2 зуба 2.6.

Рис. 4. А. Периапикальная радиография зуба 3.6 с отломком инструмента в дистальном корне. Б. Аксиальный срез КЛКТ того же зуба отображает стрип-перфорацию дистального корня коронарно от сломанного инструмента.

Рис. 5. А. Периапикальная радиография зуба 3.5. Отмечается рентгенпрозрачность в области апекса в этом обтурированном зубе. Б. Коронарный срез КЛКТ того же зуба показывает пропущенный щечный канал и апикальную рентгенпрозрачность.

Исследование травматических поражений и их последствий: КЛКТ обеспечивает нас расширенной информацией о характере травмы и ее тяжести. Горизонтальные фрактуры корня, резорбтивные дефекты (внутренние, наружные, инвазивные, цервикальные) и альвеолярные фрактуры легко обнаруживаются и дифференцируются на изображениях КЛКТ, в то время как их диагностика на периапикальной рентгенограмме зачастую затруднена (Рис. 6а и 6б)

Рис. 6. А. Периапикальная рентгенограмма зубов 1.1 и 2.1. Б. Сагиттальный вид КЛКТ зуба 2.1 отмечает латеральную люксацию и альвеолярную фрактуру.

Исследование вертикальных переломов корня: изображения, полученные при проведении периапикальных радиограмм и 3D-сканировании для диагностики вертикальных переломов корня, были сравнены. Двадцать клинических случаев вертикальной фрактуры были исследованы при помощи рентгенограмм. Они показали, что КЛКТ показывает значительно лучшие результаты при диагностике вертикальных фрактур, нежели обычный рентгеновский снимок. Однако, тонкие вертикальные переломы также не определяются на КЛКТ в текущих разрешениях. Что может наблюдаться — это результат вертикальной утраты кости на большинстве срезов КЛКТ (Рис. 7).

Рис. 7. Сагиттальный срез КЛКТ зуба 3.7 отображает изолированную рентгенпрозрачность вдоль медио-дистальной части, свидельствующий о наличии фрактуры корня.

Резюме

Обычные интраоральные радиограммы обеспечивают клинициста значимыми изображениями высокого разрешения, которые могут выступать в качестве линейного метода дентальной визуализации. Однако, совершенно ясно, что существует множество специфических ситуаций, когда 3D-изображение, полученное в результате проведения КЛКТ, улучшает диагностику и влияет на лечение. Польза КЛКТ неоспорима. Это вариант специфической модальности визуализации, продуцирующий минимальную радиационную нагрузку для пациента и обеспечивающий максимальную информацию для клинициста.

Радько Виктория
Кирилл Кулик