Выполнение мультиспиральной КТ для планирования установки зубных имплантатов
а) Терминология:
1. Сокращения:
• МСКТ — Мультидетекторная (мультиспиральная) компьютерная томография.
• ОПЗ — Отображаемое поле зрения.
• КЛКТ - Конусно-лучевая компьютерная томография.
• DICOM - Стандарт цифровой визуализации и коммуникации в медицине.
• НАК — Нижний альвеолярный канал.
• WL — от англ. Window level — Уровень окна.
• WW - от англ. Window width - Ширина окна.
• CTDI — от англ. Computed Tomography Dose Index volume — Объёмный индекс дозы при компьютерной томографии.
• ГП - Гуттаперча.
2. Определения:
• DICOM - основной стандарт в радиологии, который позволяет передавать диагностическую и медицинскую информацию, изображения и связанные сними данные любого типа между разными устройствами.
• CTDI — количество излучения, полученное определённым объёмом при сканировании стандартизированного фантома с учётом шага сканирования (единицы — миллигрей [мГр]).
(Слева) Аксиальные реформаты КТ нижней челюсти. Увеличение количества аксиальных реформатов в объёме сканирования улучшает пространственное разрешение реформатированных изображений, используемых при оценке области имплантации. Один из аксиальных реформатов выбран для трассирования кривой альвеолярной дуги челюсти для панорамной реформации.
(Справа) Аксиальные реформаты КТ верхней челюсти. Количество полученных изображений зависит от толщины реформатного слоя, выбранного интервала и протяжённости зоны сканирования в краниально-каудальном направлении.
(Слева) Боковой предварительный снимок черепа демонстрирует корректную ангуляцию аксиальных срезов, которые необходимо получить. Обратите внимание, что плоскость срезов параллельна телу и нижней границе нижней челюсти.
(Справа) Панорамный реформат КТ (тот же пациент) был получен после трассирования нижней челюсти на аксиальных реформатах, полученных под корректным углом. Нижняя граница нижней челюсти параллельна плоскости аксиальных срезов, а результирующая плоскость кроссекционных изображений перпендикулярна челюсти.
(Слева) Боковой предварительный снимок черепа (тот же пациент) иллюстрирует некорректную ангуляцию аксиальных реформатов, расположенных по косой к телу нижней челюсти.
(Справа) Панорамный реформат КТ (тот же пациент) был получен после трассирования нижней челюсти на аксиальных реформатах, полученных под некорректным углом. Обратите внимание на восходящую кривую нижней границы нижней челюсти и на то, что плоскость поперечных изображений (которая перпендикулярна аксиальной плоскости) ориентирована по косой к задней части челюсти, что создаёт ложное впечатление об увеличении вертикальной длины кости.
б) Протокол получения изображения:
1. Стандартный протокол:
• Пациент находится в положении лёжа на спине в гентри КТ-сканера.
• Сагиттальная и корональная оси головы ориентированы перпендикулярно и параллельно полу соответственно.
• Голова должна быть неподвижна.
• Шпатель для языка, обёрнутый марлей, располагают между верхними и нижними жевательными зубами для размыкания зубов и уменьшения подвижности челюсти.
• Получаем боковые и переднезадний предварительные снимки головы.
• Ориентацию (угол) и длину (в краниально-каудальном направлении) аксиального КТ-сканирования определяет вручную оператор:
о Аксиальная плоскость параллельна продольной оси челюсти,
о Вертикальный наклон головы пациента должен быть отрегулирован в пределах гентри таким образом, чтобы челюсть была корректно спозиционирована по требуемой аксиальной плоскости (плоскость гентри).
о Если по предварительным снимкам обнаружена неправильная ориентация челюсти, может потребоваться перепозиционирование.
о Если челюсть невозможно расположить в правильной плоскости, можно наклонить гентри (это делает вручную оператор по данным предварительных снимков):
- Если гентри не наклонено, качество изображения выше.
- Если в спиральном режиме устройства МСКТ гентри нельзя наклонить, можно использовать неспиральный режим.
о Если обследуют обе челюсти, сканирование нужно выполнять отдельно для каждой челюсти для правильной ориентации аксиальной плоскости.
о Верхняя челюсть:
- Ориентация плоскости сканирования:
Параллельно твёрдому нёбу на боковом снимке.
Перпендикулярно срединно-сагиттальной плоскости на переднезаднем снимке.
- Длина зоны сканирования простирается от точки, расположенной на 2-3 мм каудальнее бугров верхнечелюстных зубов, до уровня устья верхнечелюстного синуса краниально.
о Нижняя челюсть:
- Ориентация плоскости сканирования:
- Параллельно нижней границе нижней челюсти или длинной оси тела нижней челюсти на боковом снимке.
Перпендикулярно срединно-сагиттальной плоскости на переднезаднем снимке.
- Длина зоны сканирования простирается от точки, расположенной на ~5 мм каудальнее нижней границы нижней челюсти, до точки, расположенной на ~2-3 мм краниальнее вершин бугров зубов нижней челюсти.
о Включение обеих челюстей в пределах одного сканирования может потребоваться для изготовления протезов под визуальным контролем, чтобы провести виртуальный анализ окклюзии.
о Если при установке имплантатов могут быть затронуты области за пределами челюстей, зона сканирования также должна включать эти области.
• После выбора ориентации и зоны КТ-сканирования происходит получение аксиальных томографических изображений.
• Параметры экспозиции для аксиальных томографических изображений следующие:
о Сила тока (мА) и напряжение (кВ) зависят от используемого КТ-аппарата, но рекомендуют использовать низкие значения силы тока (мА):
- Сила тока: 70-80 мА или режим «авто мА».
о Толщина реформатного слоя: следует использовать минимальную толщину, возможную при конкретном МСКТ-аппарате.
о Интервал равен толщине реформатного слоя для создания смежных реформатов:
- Если толщина реформатного слоя >1,0 мм, интервал должен составлять 1,0 мм для создания перекрывающихся участков.
о Шаг спирали зависит от используемой КТ-системы.
о Сканируемое поле зрения: голова.
о ОПЗ: 16,5 см (может находиться в пределах 15-20 см в зависимости от размера челюсти).
о Размер матрицы: 512*512 пикселей.
• Реконструированные аксиальные томограммы затем передают на рабочую станцию для переформатирования и анализа визуализации.
2. Низкодозовые протоколы:
• Уменьшения дозы можно достичь путём изменения следующих параметров:
о Уменьшение силы тока (мА):
- Напряжение (кВ) и время сканирования обычно бывают фиксированными с заданными оптимальными значениями:
Дозу регулируют только при помощи манипуляций с силой тока (мА).
о Увеличение шага:
- При оценке области имплантации шаг можно увеличить без превышения максимально допустимых значений для конкретного используемого устройства МСКТ (0,75; 0,9375 и 0,9844 мм для 4-, 16- и 64-рядных сканеров соответственно).
о Ограничение длины зоны сканирования для включения в неё только интересующих областей.
• Если используют режим «авто мА»:
о установка увеличения «индекса шума» (или другого параметра определения качества получаемого изображения, в зависимости от производителя);
о позиционирование головы строго по центру гентри.
• Для снижения дозы и улучшения качества изображения можно использовать методы итерационной реконструкции.
• Можно применить программы компьютерного моделирования снижения дозы для предварительной оценки качества изображения, полученного по выбранному протоколу, перед сканированием пациента.
3. Специальные протоколы:
• Если данные МСКТ будут использованы для хирургии под компьютерным контролем или CAD/CAM-процедур, необходимо также следовать специфичным протоколам каждой из этих программ:
о Возможно, необходимо использовать радиологический шаблон на время сканирования.
(Слева) Кроссекция КТ нижней челюсти была получена при некорректной аксиальной ангуляции. Высота нижней челюсти нал верхней стенкой НАК оказывается достаточной для размещения модели имплантата длиной 7 мм.
(Справа) Кроссекция КТ той же челюсти и симуляиия имплантата были получены в плоскости, перпендикулярной гребню. Обратите внимание, как корректная ангуляция демонстрирует более короткую вертикальную длину гребня, и видно, что тот же имплантат проникает в НАК.
(Слева) Боковой предварительный снимок черепа иллюстрирует наклон аксиальной плоскости сканирования, обозначенный пунктирной линией. Обратите внимание на неправильный наклон аксиальной плоскости.
(Справа) Панорамный реформат КТ (тот же пациент) был получен из аксиальных томографических реформатов, снятых в плоскости, показанной на предварительном снимке. Обратите внимание на то, как полосовидные артефакты от амальгамных реставраций наклонно ориентированы в той же плоскости, что и аксиальные изображения, что приводит к ухудшению визуализации кости из-за ортопедических реставраций.
(Слева) Кроссекция КТ: изображение нижней челюсти, реформатированное из набора данных КТ с размером вокселей 0,32x0,32x0,63 мм. Степень чёткости интерфейса «кость— мягкие ткани» меньше, чем у непосредственно аксиальных реформатов.
(Справа) Кроссекция КТ нижней челюсти — показан набор данных КТ с размером вокселя 0,59x0,59x2,5 мм, который отображается на том же уровне и в той же ширине окна, что и предыдущее изображение. Обратите внимание, как увеличение размера вокселя приводит к дальнейшему увеличению эффекта усреднения объёма и снижению чёткости краёв кости.
в) Рекомендации по качеству изображения при оценке области имплантации:
1. Контрастное разрешение:
• Дифференциация между костью и мягкими тканями при анализе области имплантации не требует высокого контрастного разрешения.
• По сравнению с общемедицинской визуализацией, для области имплантации необходимо более низкое контрастное разрешение.
• Уменьшение дозы излучения при МСКТ может снизить контрастность без каких-либо неблагоприятных воздействий на измерения в области имплантации.
• Для визуализации имплантатов можно использовать значительно более низкие значения мА-c по сравнению с общемедицинской визуализацией:
о Автоматические настройки силы тока (мА) могут привести к неоправданно высоким дозам излучения.
о Если использован режим «авто мА», необходимо применять меры по снижению дозы.
2. Пространственное разрешение:
• Для оценки области дентальной имплантации необходимо высокое пространственное разрешение.
• При использовании реформатированных изображений для оценки области имплантации получение изображений с соответствующим разрешением требует получения аксиальных томограмм с:
о минимально возможной толщиной реформатного слоя;
о матрицей самого большого размера;
о минимальным ОПЗ, которое включает всю челюсть по всей длине зоны сканирования.
• Большинство аппаратов МСКТ могут создавать изображения с адекватным разрешением для проведения измерений в области планируемой имплантации с высокой степенью точности.
• Пространственное разрешение изображений МСКТ слишком низкое для диагностических задач, которые требуют очень высокого разрешения, таких как:
о точная и надёжная оценка пространства периодонтальной связки;
о интерфейс «кость—имплантат».
3. Артефакты:
• «Увеличение жёсткости пучка» (потеря данных) и полосовидные артефакты:
о Структура кости и зуба, прилегающая к амальгаме, литым реставрациям, титановым имплантатам и гуттаперче, может казаться в разной степени разрушенной.
о Тип материала влияет на степень «увеличения жёсткости пучка» и появление полосовидного артефакта:
- Литые реставрации, амальгама и реставрации из нержавеющей стали вызывают самые выраженные артефакты «увеличения жёсткости пучка».
- Титан и гуттаперча могут вызывать «увеличение жёсткости пучка», но меньше амальгамы и металлов.
- Имплантаты из титана вызывают артефакты «увеличения жёсткости пучка», которые скрывают небольшие изменения в маргинальной кости и кости около имплантата.
о Эффект от артефактов «увеличения жёсткости пучка» и полосовидных артефактов распространяется в основном на горизонтальном уровне:
- Артефакты, вызванные объектами, находящимися на уровне вершины остаточного альвеолярного гребня (например, реставрации из амальгамы и коронки):
Ухудшают видимость альвеолярного гребня больше, чем видимость вестибулярных и оральных кортикальных пластинок кости.
Не ухудшают видимость области планируемой имплантации, так же как объекты на горизонтальном уровне кости (например, внутрикорневые штифты).
о Оператор не способен устранить подобные артефакты, поэтому изображения, непосредственно примыкающие к таким объектам, могут оказаться диагностически неприемлемыми.
о Клиницист должен рассмотреть вопрос о том, могут ли артефакты «увеличения жёсткости пучка» и полосовидные артефакты поставить решение диагностической задачи под сомнение перед началом проведения МСКТ.
• Артефакты усреднения объёма:
о При визуализации области имплантации усреднение объёма может быть необъективным в зоне «кость—мягкие ткани».
о Погрешность увеличивается с увеличением размера вокселя.
о Это может приводить к размыванию границ анатомических образований:
- Снижается точность локализации границ.
- Нивелируется точность измерений.
о Такие артефакты можно редуцировать посредством:
- уменьшения размера вокселя через:
использование тончайших реформатных слоёв изображений;
максимальный размер матрицы;
минимальное ОПЗ, которое включит всю область интереса.
(Слева) Кроссекция КТ демонстрирует изображение нижней челюсти, реформатированное из изображений, полученных с использованием силы тока 91 мА (CTDI 5,66 мГр).
(Справа) Кроссекция КТ нижней челюсти была получена с использованием силы тока 500 мА (CTDI 92,77 мГр), но с одинаковыми размерами матрицы, ОПЗ, толщины реформатного слоя и шага. Обратите внимание, что хотя качество изображения улучшилось, значительное увеличение дозы излучения не пропорционально улучшению качества изображения.
(Слева) Кроссекция КТ моляров верхней и нижней челюстей с реставрациями из амальгамы иллюстрирует сильный артефакт по типу «увеличение жёсткости пучка» и полосовидные артефакты. Обратите внимание на горизонтальное направление полос.
(Справа) Кроссекция КТ показывает верхний премоляр с корневым каналом, заполненным гуттаперчей и покрытый коронкой. Тёмная линия параллельная внутриканальному пломбировочному материалу, вызвана артефактом «увеличения жёсткости пучка». Также артефакты увеличения жёсткости пучка и полосовидные артефакты могут объединиться, придав структурам зуба «выгоревший» внешний вид.
(Слева) Панорамный реформат КТ демонстрирует передний отдел верхней челюсти с титановыми имплантатами и литыми реставрациями. Отмеченный артефакт «увеличения жёсткости пучка» вызванный литыми реставраииями, приводит к появлению чашеобразного дефекта в альвеолярной кости.
(Справа) Кроссекция КТ иллюстрирует беззубый гребень примыкающий к несъёмному мостовидному протезу, который стал причиной артефакта «увеличения жёсткости пучка» и горизонтальных полос. Обратите внимание, как артефакты маскируют морфологию вершины гребня га но не влияют на изображение оставшегося беззубого гребня.
г) Критерии выбора для МСКТ-визуализации:
1. Показания к проведению и преимущества МСКТ при оценке области имплантации:
• Предварительная оценка области имплантации:
о МСКТ обеспечивает более точную и надёжную диагностическую информацию, которая может улучшить результаты протезирования (по сравнению с обычной 2D-визуализацией), поскольку МСКТ обладает следующими преимуществами:
- Позволят улучшить визуализацию кортикальных границ.
- Имеет равномерное увеличение.
- Предоставляет информацию о костной анатомии в реформатах во всех трёх измерениях, таким образом, оптимизируя планирование лечения и установку имплантатов.
о МСКТ снижает риск неправильной установки имплантата и связанных с ней осложнений, поскольку обеспечивает точной и надёжной информацией о:
- морфологических характеристиках области предполагаемой имплантации (высоте, ширине и форме гребня);
- вестибуло-оральной ориентации (наклоне) области предполагаемой имплантации;
- расположении смежных анатомических структур или патологических очагов, которые могут ограничить установку имплантатов;
- донорских и реципиентных участках кости в тех случаях, когда в области предполагаемой имплантации необходимо увеличение объёма костной ткани;
- морфологии альвеолярного гребня после трансплантационных процедур и перед имплантацией.
о МСКТ даёт результаты анализа при планировании имплантации, схожие с результатами КЛКТ.
• Изготовление хирургических шаблонов и протезов под контролем визуализации:
о Точность МСКТ в производстве 3D-моделей сопоставима или немного выше, чем при КЛКТ, из-за более точного определения пороговых значений радиологической плотности тканей и их сегментации:
- Клиническое значение такой разницы достоверно неизвестно.
• Хирургическая навигация:
о Использование МСКТ-изображений для просмотра во время операции для контроля подготовки ложа.
• Контроль зоны имплантации при послеоперационной подвижности имплантатов или изменённой чувствительности:
о Для определения степени потери костной ткани в вестибуло-оральном направлении или при подозрении на проникновение в сосудисто-нервные каналы.
• Оценка областей около имплантатов в случаях ожидаемого удаления имплантата:
о Оценка смежных структур.
о Планирование хирургического удаления имплантата и восстановления остаточного участка гребня.
• Оценка мягких тканей:
о Если визуализация мягкой ткани необходима в дополнение к визуализации кости, МСКТ — метод выбора:
- КЛКТ не может помочь в получении характеристики или дифференциации мягкотканных структур.
о МСКТ можно выполнять с введением контрастного вещества для решения других диагностических задач:
- Не показано при имплантации.
2. Противопоказания и ограничения МСКТ при оценке области имплантации:
• Основное ограничение — высокая доза облучения:
о МСКТ-визуализацию не следует использовать для начальной оценки области имплантации из-за высокой дозы облучения.
• Процедура дорогостоящая и недоступная в стоматологических центрах.
• Программное обеспечение для просмотра МСКТ с точки зрения оценки области имплантации обладает меньшей универсальностью и меньшими возможностями для конечных пользователей по сравнению с программами для анализа КЛКТ:
о Плоскость аксиальных томограмм зафиксирована и не может быть изменена (при просмотре в стандартных программах МСКТ).
о Оптимальная ориентация кроссекционных реформатов иногда может быть сложной.
о Пользователь не может трассировать альвеолярные дуги челюстей или выбрать плоскость кроссекций.
о Это ограничение можно преодолеть следующими способами:
- Использование DICOM-совместимого специализированного стороннего программного обеспечения для реформации.
- DICOM-просмотрщики для универсального анализа или специализированное программное обеспечение для стоматологии.
• При отсутствии клинических признаков и симптомов не следует использовать МСКТ для послеоперационной оценки имплантации и окружающей кости.
• МСКТ не нужно применять, если доступна КЛКТ, кроме случаев, требующих оценки мягких тканей, или планирования изготовления 3D-моделей, которые невозможно выполнить с помощью КЛКТ:
о КЛКТ обеспечивает изображения приемлемого диагностического качества для оценки твёрдых тканей области имплантации.
о КЛКТ даёт меньшую дозу облучения.
о Точность измерений по данным КЛКТ выше, чем по результатам МСКТ.
3. Рекомендации при выборе МСКТ для оценки области имплантации:
• Направление на МСКТ должен выписывать клиницист и радиолог.
• Преимущества для пациента должны перевешивать риск.
• На обследование следует направлять, только если:
о оно потенциально предоставит информацию, необходимую для диагностики и/или лечения;
о информация не может быть получена с помощью других методов с использованием меньшей дозы облучения;
о есть возможность получения описания исследования врачом-радиологом.
• Необходимо использовать протоколы снижения дозы.
• Не следует проводить повторную визуализацию без клинического обоснования.
(Слева) Кроссекиия КТ нижней челюсти отображает титановую пластину и сосудистые клипсы. Артефакт «увеличения жёсткости пучка» вызванный титановой пластиной, оказывается меньше, чем из-за амальгамы и литых металлов.
(Справа) 3D-peконструкиия КТ демонстрирует морфологию альвеолярного гребня после пластики дефекта нижней челюсти перед имплантацией. Томографическая визуализация показана для оценки морфологии реципиентной и трансплантатной зоны во всех плоскостях перед имплантацией.
(Слева) Кроссекция КТ иллюстрирует верхнечелюстной гребень пациента с радиологическим шаблоном с гуттаперчевым маркером. Было показано, что томографическая визуализация выявляет поднутрения гребня и расхождение между вестибуло-оральным наклоном гребня и предполагаемым путём введения имплантата.
(Справа) Кроссекция КТ демонстрирует задний отдел нижней челюсти. Томографическая визуализация показана для точной локализации важных анатомических структур (например, НАК относительно предполагаемого пути введения имплантата.
(Слева) Аксиальный реформат KT с контрастированием показывает поднижнечелюстную слюнную железу. Исследование проведено для оценки железы перед хирургическим удалением. Обратите внимание на слюнные камни внутри протока.
(Справа) Парасагиттальный реформат КТ (костное окно), тот же пациент. Если размер вокселя и толщина реформатного слоя достаточно малы, то для определения очертаний кости и анатомически важных структур (верхняя стенка НАК) можно использовать костное окно одного и того же набора данных без дополнительной экспозиции.
д) Подводные камни МСКТ-визуализации:
1. Плоскость сканирования аксиальных реформатов не параллельна длинной оси нижней челюсти:
• Проявляется в получении кроссекций, ориентированных по косой к вертикальной оси (длине) кости:
о Если поперечные изображения наклонены >20°, результаты измерений высоты могут быть неточными.
о Незначительный наклон в плоскости кроссекций может не влиять на точность.
о Это ограничение можно преодолеть с помощью сторонних программ реформатирования, которые позволяют конечным пользователям изменять ориентацию КТ-данных.
• Если наклонные аксиальные реформаты включают ортопедические реставрации и альвеолярную кость (в пределах одного реформата), артефакты от реставраций могут ухудшить видимость альвеолярного гребня.
2. Получение изображений с низким пространственным разрешением:
• Большие размеры вокселей получаются из-за:
о большей толщины аксиальных реформатных слоёв;
о меньшего размера матрицы;
о большего размера ОПЗ.
• Может увеличить эффект артефактов усреднения объёма.
• Может снизить точность измерений альвеолярного гребня.
3. Использование более высоких доз облучения:
• Использование протоколов снижения дозы может значительно снизить дозы, обеспечивающие эффективность, без ущерба для диагностического качества.
• Используемые протоколы необходимо проанализировать и оценить для достижения баланса между минимальной дозой и приемлемым качеством.
