CBCT — توموگرافی کامپیوتری اشعه مخروطی برای جراحی ایمپلنت دندانپزشکی
استاندارد طلایی تصویربرداری ۳D در دندانپزشکی
۱ مقدمهای بر Cone Beam
تشخیص دقیق در دندانپزشکی و فک و صورت از طریق معاینه بالینی دقیق آغاز میشود که اغلب با معاینات تکمیلی رادیولوژیک تکمیل میشود. Cone Beam یا CBCT (Cone Beam Computed Tomography)، که توموگرافی حجمی دیجیتال با پرتو مخروطی نیز نامیده میشود، یک تکنیک تصویربرداری مقطعی سهبعدی در حال رشد است. این تکنیک امکان بررسی بافتهای کلسیفیه یعنی استخوان و دندانها را فراهم میکند.
در این مقاله این انقلاب تصویربرداری دندان-فک را که در مطبهای دندانپزشکی ما دموکراتیزه شده و چشماندازهای جدیدی برای تشخیص در دندانپزشکی گشوده، معرفی خواهیم کرد.
ابتدا Cone Beam را تعریف میکنیم و اصل فیزیکی این روش رادیولوژیک را بهتفصیل توضیح میدهیم. سپس بهسرعت تفاوتهای بین سیتی اسکن و Cone Beam را مرور میکنیم. تأملی بر مزایا و محدودیتهای CBCT همیشه در مقایسه با سیتی اسکن خواهیم داشت. در نهایت به موارد استفاده این تکنیک میپردازیم.
Cone Beam چیست؟
تعریف
در تصویربرداری دندان-فک، دو نوع تکنیک تشخیص داده میشود:
- تکنیکهای ۲D پانورامیک یا ارتوپانتوموگرافی (OPT).
- تکنیکهای ۳D پیشرفتهتر مانند سیتی اسکن و اخیراً Cone Beam.
ظهور Cone Beam در پایان دهه ۹۰ یک نوآوری بزرگ نسبت به جد خود سیتی اسکن بود. بهویژه بهلطف معرفی آشکارسازهای ماتریسی با ابعاد بزرگ که امکان بررسی کل یک حجم را در طول یک چرخش واحد سیستم ثبت فراهم میکنند.
Cone Beam چگونه کار میکند؟
اصل فیزیکی
همانطور که از نامش پیداست، CBCT شامل یک مولد اشعه ایکس است که پرتویی باز به شکل مخروطی منتشر میکند. این پرتو در یک چرخش کامل (۳۶۰ درجه) یا نیمهکامل (۱۸۰ درجه) کل حجم مورد بررسی را پویش میکند، قبل از اینکه پس از تضعیف توسط یک سیستم آشکارساز تحلیل شود. منبع اشعه ایکس و آشکارساز به هم متصل و همراستا هستند.
شکل ۱ — اصل فیزیکی TDM
در هر درجه از چرخش، منبع پالس اشعه ایکس را آزاد میکند که از بدن آناتومیک عبور میکند تا توسط آشکارسازی که همزمان با منبع میچرخد، دریافت شود.
به این ترتیب، در هر جابهجایی زاویهای، روی سنسور صاف یک تصویر ۲D از حجم عبوردادهشده به دست میآید.
صدها تصویر با ثبتهای دیجیتال گرفته میشوند که امکان بهدستآوردن یک حجم و انجام بازسازی کامپیوتری ۳D برای نمایش مجازی ساختارهای آناتومیک بررسیشده را فراهم میکند.
شکل ۲ — اصل بازسازی ۳D تصاویر در Cone Beam
برخلاف سیتی اسکن، هر واحد یا Voxel ایزومتریک است و وضوح فضایی بسیار بالایی حدود ۱۰۰ میکرومتر را امکانپذیر میکند.
CBCT امکان بهدستآوردن یک تصویر حجمی از ناحیه رادیوگرافی شده با وضوح تصویر بالا در صفحات مختلف فضا را فراهم میکند، با حذف همپوشانی ساختارهای محیطی.
انواع مختلف CBCT بر اساس میدان دید آنها طبقهبندی میشوند:
- میدانهای کوچک: کمتر یا مساوی ۸ سانتیمتر
- میدانهای متوسط: بین ۹ تا ۱۵ سانتیمتر
- میدانهای بزرگ: بیش از ۱۵ سانتیمتر
معاینه Cone Beam دندانپزشکی چگونه انجام میشود؟
جلسه مشابه یک رادیوگرافی دندانپزشکی کلاسیک است. بیمار باید در طول زمان ثبت که حدود ۱۰ تا ۲۰ ثانیه طول میکشد، بیحرکت بماند. سپس، یک بازسازی کامپیوتری با یک نرمافزار اختصاصی انجام میشود. این کار نیازمند زمان کاری ۲۰ تا ۳۰ دقیقه برای هر معاینه است که بهمراتب بیشتر از زمان مورد نیاز در سیتی اسکن است.
دوز تابش معاینه Cone Beam چقدر است؟
فناوری Cone Beam راهحلهای فنی بسیار متفاوتی را پوشش میدهد، با دوزهای تابش در نسبت ۱ به ۵.
این تکنیک توسط مطالعات دزیمتری بهعنوان کمتابشترین تکنیکهای مقطعی تعریف شده است. دوزهای قرارگیری در معرض Cone Beam ۱٫۵ تا ۱۲ برابر کمتر از سیتی اسکن پزشکی متعارف است. با این حال، آنها همچنان ۴ تا ۴۲ برابر بیشتر از تصاویر پانورامیک هستند.
| تکنیک | تصویر داخلدهانی | تصویر پانورامیک | Cone Beam |
|---|---|---|---|
| دوز جذبشده تابش (Gray) | ۱ تا ۸ mGy | ۳ تا ۷ mGy | ۳ تا ۲۵ mGy |
تکنیک CBCT با اصل ALARA (As Low As Reasonably Achievable) قانونگذاری ملی حفاظت در برابر اشعه که اعمال کمترین دوز لازم را میخواهد، مطابقت دارد.
۲ CBCT در مقایسه با سیتی اسکن
درست مانند جد خود سیتی اسکن، CBCT امکان بهدستآوردن بازسازیهای ۳D را فراهم میکند، اما از نظر فنی بسیار با سیتی اسکن متفاوت است. در زیر جدول مقایسهای بین این دو تکنیک آمده است.
| سیتی اسکن | Cone Beam |
|---|---|
| پرتو اشعه ایکس مسطح (بادبزنی) | پرتو اشعه ایکس باز مخروطی |
| سنسور با شکل عموماً طولانی | سنسور صاف |
| ثبت نیازمند چرخشهای متعدد دور بیمار | ثبت سریع نیازمند یک چرخش واحد |
| موقعیت دراز کشیدن اجباری | بیمار ایستاده، مانند OPT |
| Voxel متوازیالاضلاع: حجم ناهمسان | Voxel مکعبی: حجم همسان |
| تابش +++ | تابش + |
بهدلیل این تفاوتهای فنی، Cone Beam مزایای واقعی نسبت به سیتی اسکن ارائه میدهد.
۳ مزایای Cone Beam در مقایسه با سیتی اسکن
راحتی بیمار
ثبت سادهتر، سریعتر و راحتتر برای بیمار است که نیازی به دراز کشیدن ندارد و میتواند مانند تصویر پانورامیک ایستاده باشد. فقط یک چرخش از دستگاه دور بیمار انجام میشود.
دزیمتری و تابش
برخلاف سیتی اسکن، Cone Beam یک تکنیک «low dose» محسوب میشود که امکان پویش کل حجم در یک عبور واحد را با تابش کمتر از توموگرافی کلاسیک فراهم میکند.
CBCT دوز تابش یونیزان تا ۶ برابر کمتر از همان معاینه با سیتی اسکن ارائه میدهد.
در زیر مقایسهای از دوزهای مؤثر روشهای اصلی رادیولوژی دندانپزشکی-فک آمده است:
| منبع | دوز مؤثر متوسط |
|---|---|
| تصویر پریاپیکال دیجیتال | ۴ تا ۶ µSv |
| رادیوگرافی پانورامیک دیجیتال | ۱۰ تا ۱۵ µSv |
| سیتی اسکن پزشکی | ۶۰ تا ۱۳۰۰ µSv |
| Cone Beam | ۲۰ تا ۲۵۰ µSv |
CBCT امکان موضعی کردن میدان معاینه روی ناحیه مورد مطالعه (یک بخش دندانی، یک قوس کامل) را فراهم میکند، در نتیجه از تابش غیرضروری به سایر قسمتهای جمجمه جلوگیری میکند.
تنوع تصاویر، وضوح فضایی و شفافیت
CBCT امکان بهدستآوردن نماهای مختلف از یک تصویر را فراهم میکند، یعنی برشهای قدامی، ساژیتال، کرونال و مایل.
Cone Beam ووکسلهای ایزوتروپیک از ۵۰۰ میکرومتر تا ۷۵ میکرومتر با نسبت بزرگنمایی ۱:۱ تولید میکند. این امکان تحلیل دقیق ساختارهای استخوانی و دندانی و قدرت وضوح بالا در صفحات مختلف فضا، مشابه یا حتی بهتر از سیتی اسکن را فراهم میکند.
حساسیت به آرتیفکتها
Cone Beam نسبت به آرتیفکتهای فلزی، بهویژه در سطح ریشه، کمتر از سیتی اسکن حساس است.
هزینه
CBCT بهمراتب کمهزینهتر از سیتی اسکن است.
۴ محدودیتهای Cone Beam در مقایسه با سیتی اسکن
ثبت و کار با کنسول
در مرحله ثبت با CBCT، بیمار ایستاده است، بنابراین حفظ بیحرکتی در طول چرخش دستگاه (۲۰ تا ۳۰ ثانیه) دشوار است. خطر حرکت قابل توجه است که میتواند منجر به آرتیفکتهای حرکتی شود. بهدلیل مدت زمان نسبتاً طولانی ثبت در مقایسه با سیتی اسکن، همه دستگاههای Cone Beam باید سیستم نگهداری مؤثری داشته باشند تا این خطر جابهجایی را محدود کنند. این خطر در TDM بهدلیل زمان نوردهی بسیار کوتاه حدود ۶ ثانیه، تقریباً غیرموجود است.
علاوه بر این، Cone Beam نیازمند زمان کاری بیشتری برای بازسازی ۳D تصاویر است.
نسبت سیگنال به نویز و وضوح کنتراست
هرچه نسبت سیگنال به نویز (S/B) بالاتر باشد، وضوح در چگالی بهتر است. Cone Beam در نتیجه وضوح کنتراست پایینی نسبت به سیتی اسکن دارد، بهدلیل نسبت سیگنال به نویز کمتر آن.
اگر Cone Beam وضوح بالاتری از پانورامیک دندانپزشکی و سیتی اسکن ارائه میدهد، مقیاس چگالی آن بهدلیل تابش کم آن، بسیار کمتر گسترده است. کیفیت تصویری که ارائه میدهد برای اندازهگیری چگالی بافتهای کلسیفیه و تحلیل بافتهای نرم کافی نیست که موارد استفاده آن را محدود میکند.
مزایای Cone Beam در همه زمینههای تصویربرداری دندان-فک بهخوبی تثبیت شدهاند.
۵ موارد استفاده Cone Beam
دندانپزشکی و فک و صورت
CBCT در دندانپزشکی و فک و صورت هر زمان که اطلاعات جمعآوریشده با بالین و رادیولوژی متعارف ۲D (تصویر داخلدهانی و OPG) برای تشخیص دقیق کافی نباشد و یک تصویر ۳D ضروری باشد، کاربرد دارد.
در ایمپلنتولوژی
بهدلیل کیفیتهای اندازهگیری زیستی، دقتی که بهلطف ویژگی ایزوتروپیک خود ارائه میدهد و اندازهگیریهای خطی دقیقی را تضمین میکند، CBCT بهطور طبیعی در ایمپلنتولوژی که نیازمند بیومتری است کاربرد دارد. امکانات بازسازی دو و سهبعدی، ناوبری و شبیهسازی جراحی که ارائه میدهد و حساسیت کم به آرتیفکتهای فلزی، از دیگر مزایای ارزشمند آن در ایمپلنتولوژی هستند.
این تکنیک امکان تهیه ارزیابی تشخیصی پیش از عمل پس از معاینه بالینی و رادیولوژیک استاندارد بیمار را فراهم میکند تا در صورت تردید، اندیکاسیون قراردهی ایمپلنت یا کنترااندیکاسیون آن را مشخص کند، و در برخی موارد برای پیگیری پس از جراحی. ارزیابی دقیق حجم استخوانی موجود در محل ایمپلنت و نمایش بهینه آن و همچنین مطالعه کمی و کیفی استخوان از طریق ارزیابی چگالی.
و در نهایت مطالعه نزدیکی ساختارهای آناتومیک با اندازهگیری فاصلههایی که باید رعایت شوند، مانند اعصاب و سینوسها برای قراردهی ایمپلنتها.
مدلسازی سهبعدی امکان شبیهسازی محلهای ایمپلنتهای آینده را بهصورت مجازی با انتخاب اندازه و شکل مناسب فراهم میکند.
شکل ۳ — برنامهریزی دیجیتال ایمپلنت با QuickVision 3D
تصویربرداری مقطعی ارائهشده توسط Cone Beam بیش از یک معاینه ترجیحی در ایمپلنتولوژی است. یک معاینه اجباری است، مگر در مواردی که درمان ایمپلنت با معاینه بالینی و OPT رد شده باشد.
توسعه جراحی هدایتشده ایستا و پویا را مدیون تکنیک CBCT هستیم که با تسهیل بهرهبرداری از دادههای آناتومیک سهبعدی این کار را ممکن کرده است.
جراحی ایمپلنت هدایتشده شامل روی هم قرار دادن قالبگیری دهان بیمار (فایل STL) و دادههای رادیولوژیک Cone Beam (فایل DICOM) با یک نرمافزار اختصاصی است. این کار امکان بهینهسازی دقت حرکت جراحی و در نتیجه کاهش شکستهای درمانهای ایمپلنت در جراحی متعارف و گسترش محدودیتهای ایمپلنتولوژی دهانی را فراهم کرده است.
شکل ۴ — Matching فایلهای STL و DICOM با نرمافزار QuickVision 3D
درباره پیگیری درمانی، عمدتاً بالینی و رادیولوژیک ۲D است. با این حال در کوچکترین تردید درباره عوارض (یکپارچهسازی استخوانی فوری معیوب، پریایمپلنتیت…) پس از قراردهی ایمپلنت، یا پس از یک درمان پیشایمپلنتی با پیوند یا سینوسلیفت، استفاده از CBCT منتفی نیست.
در دندانپزشکی نگهدارنده و اندودنتیکس
Cone Beam بهویژه برای جستوجو و موقعیتیابی یک کانال ریشه اضافی، برای ارزیابی پریاپیکال پیشجراحی، بهویژه در ناحیه ماگزیلای خلفی یا در مندیبل در ناحیه فورامن چانهای، اندیکاسیون دارد.
همچنین در موارد ضربههای آلوئولو-دندانی برای تعیین نوع شکستگی و ارزیابی پاتولوژی ریشه (شکستگی، جذب داخلی و خارجی، پریاپیکال یا لاتروریشهای…) مفید است.
در جراحی دهانی، بهویژه قبل از کشیدن دندانهای نهفته و دندانهای عقل برای دیدن رابطه ریشهها با عصب آلوئولار تحتانی.
در پاتولوژی برای ارزیابی گستردگی و روابط ضایعات کیستی و توموری استخوانهای ماگزیلا.
گوش و حلق و بینی و فک و صورت
Cone Beam در ENT و ماگزیلوفاسیال نیز اندیکاسیون دارد. عمدتاً امکان بررسی سینوسهای صورت و حفرههای بینی، ناوبری جراحی با تصویربرداری در حین عمل در جراحی اندوسکوپی سینوس، تهیه ارزیابی پاتولوژیهای مفصل گیجگاهی-فکی (ATM) را فراهم میکند. همچنین در بررسی گوش میانی برای ارزیابی پاتولوژیها و پیگیری پس از عمل ایمپلنتهای شنوایی اندیکاسیون دارد.
چند توصیه
Cone Beam معاینه اولیه در پاتولوژیهای التهابی و عفونی سینوسهای صورت است.
Cone Beam معاینه سوم در تصویربرداری دندان-فک است (پس از تصویر داخلدهانی و OPG).
انتخاب دستگاه Cone Beam
انتخاب دستگاه رادیوگرافی Cone Beam به مشخصات فنی بستگی دارد. در واقع، دستگاههایی وجود دارند که در ایمپلنتولوژی کارآمدتر هستند، دستگاههای دیگر بیشتر به سمت تشخیص در پاتولوژی و جراحی دهانی یا اندودنتیکس متمایلاند.
۶ نتیجهگیری
در میانه راه بین پانورامیک دندانپزشکی و سیتی اسکن، CBCT با ویژگی درک چگالیهای بالا که از OPT دقیقتر است، مشخص میشود. همچنین وضوح فضایی بهتری از TDM دارد. امکان بازسازی دیجیتال ۳D با هزینه کمتر را فراهم میکند، در حالی که کمتهاجمیتر از سیتی اسکن است.
بهدلیل عملکرد فنی و دزیمتری، Cone Beam تقریباً در همه زمینهها کاربرد یافته است:
- دندانپزشکی و فک و صورت
- پریودنتولوژی
- جراحی دهانی
- ارتودنسی
- اندودنتیکس
در حال حاضر هر زمان که مطالعه بافتهای نرم لازم نباشد و یک تصویر ۳D ضروری باشد، تجویز میشود. امکان تشخیص ضایعات مفصل گیجگاهی-فکی، استخوانی کیستی و توموری، ضربهها و عفونتها را فراهم میکند، اما وضوح کم آن در چگالی یا کنتراست، اندیکاسیون آن در بررسی بافتهای نرم را محدود میکند.
Cone Beam در حال حاضر بهعنوان روش مرجع تصویربرداری مقطعی در دندانپزشکی و فک و صورت شناخته میشود.
با این حال، تجویز آن نباید سیستماتیک باشد، چرا که باید بیشتر بهعنوان یک معاینه تکمیلی رادیولوژی استاندارد ۲D و بالین در نظر گرفته شود.