1 Introducere în Cone Beam

Stabilirea unui diagnostic precis în odonto-stomatologie presupune un examen clinic minuțios, adesea completat de investigații radiologice suplimentare. Cone Beam sau CBCT (Cone Beam Computed Tomography), numit și tomografie volumetrică digitalizată cu fascicul conic, este o tehnică de imagistică secțională 3D aflată în plină expansiune. Ea permite explorarea țesuturilor calcificate, respectiv a osului și a dinților.

Într-o primă etapă vom defini Cone Beam-ul și vom detalia principiul fizic al acestei proceduri radiologice. Apoi, vom reveni pe scurt asupra diferențelor dintre scannerul CT și Cone Beam. Vom aduce o reflecție asupra avantajelor și limitelor CBCT, tot în comparație cu scannerul. În final, vom reveni asupra indicațiilor acestei tehnici.

Ce este Cone Beam-ul?

Definiție

În imagistica dento-maxilară se diferențiază două tipuri de tehnici:

• Tehnicile 2D – panoramică sau ortopantomografia (OPG).
• Tehnicile 3D mai sofisticate, precum scannerul CT și, mai recent, Cone Beam-ul.

Apariția Cone Beam-ului la sfârșitul anilor '90 reprezintă o inovație majoră față de predecesorul său, scannerul CT. Aceasta, în special datorită introducerii detectorilor matriciali de mari dimensiuni care permit explorarea întregului volum în cursul unei singure rotații a sistemului de achiziție.

Cone Beam – cum funcționează?

Principiul fizic

După cum îi spune și numele, CBCT-ul constă într-un generator de raze X care emite un fascicul de iradiere deschis, de formă conică, care permite, într-o rotație completă (360°) sau semi-completă (180°), scanarea întregului volum de explorat înainte de a fi analizat după atenuare printr-un sistem de detecție. Emițătorul de raze X și detectorul sunt solidari și aliniați.

Figura 1 — Principiul fizic al CT-ului

La fiecare grad de rotație, emițătorul eliberează un impuls de raze X care traversează corpul anatomic pentru a fi recepționate pe detector, care efectuează o rotație simultan cu sursa.

Astfel, la fiecare deplasare unghiulară, se obține pe senzorul plan o imagine 2D a volumului traversat.

Sute de imagini sunt preluate prin achiziții digitale, ceea ce permite obținerea unui volum și realizarea reconstrucției computerizate 3D pentru vizualizarea virtuală a structurilor anatomice explorate.

Figura 2 — Principiul reconstituirii 3D a imaginilor în Cone Beam

Spre deosebire de scannerul CT, fiecare unitate sau Voxel este izometrică, permițând o rezoluție spațială foarte mare, de aproximativ 100 µm.

CBCT-ul permite obținerea unei imagini volumetrice a zonei radiografiate cu o rezoluție ridicată a imaginii în diferitele planuri ale spațiului, eliminând suprapunerile structurilor înconjurătoare.

Există diferite CBCT-uri, clasificate după câmpul lor de explorare:

1. Câmpuri mici: mai mici sau egale cu 8 cm
2. Câmpuri medii: între 9 și 15 cm
3. Câmpuri mari: peste 15 cm

Cum se desfășoară examinarea Cone Beam dentară?

Ședința este similară cu cea a unei radiografii dentare clasice. Pacientul trebuie să rămână nemișcat pe durata achiziției, care durează aproximativ 10-20 de secunde. Apoi, o reconstrucție computerizată este efectuată cu ajutorul unui software dedicat. Aceasta necesită un timp de lucru de 20-30 de minute pentru fiecare examinare, ceea ce este net superior timpului necesar la scannerul CT.

Ce doză de iradiere presupune o examinare Cone Beam?

Tehnologia Cone Beam acoperă soluții tehnice foarte diferite, cu doze de iradiere în raporturi de la 1 la 5.

Aceasta este definită de studiile dozimetrice ca fiind cea mai puțin iradiantă dintre tehnicile secționale. Dozele de expunere ale Cone Beam-ului sunt de 1,5 până la 12 ori mai mici comparativ cu scannerul medical convențional. Ele rămân totuși de 4 până la 42 de ori mai mari decât radiografiile panoramice.

Tehnică	Radiografie intraorală	Radiografie panoramică	Cone Beam
Doză de iradiere absorbită în Gray	1 – 8 mGy	3 – 7 mGy	3 – 25 mGy

Tehnica CBCT respectă principiul ALARA (As Low As Reasonably Achievable) al legislației naționale și europene de radioprotecție, care impune aplicarea celei mai mici doze necesare.

2 CBCT versus Scanner (CT)

La fel ca predecesorul său, scannerul CT, CBCT-ul permite obținerea de reconstituiri 3D, dar rămâne destul de diferit din punct de vedere tehnic de scannerul CT. Mai jos, un tabel comparativ între cele două tehnici.

Scanner CT	Cone Beam
Fascicul de raze X aplatizat (în evantai)	Fascicul de raze X deschis, conic
Detector de formă în general longilineală	Detector plan
Achiziție care necesită rotații multiple în jurul pacientului	Achiziție rapidă care necesită o singură rotație
Poziție culcată obligatorie	Pacientul stă în picioare, ca pentru OPG
Voxel paralelipiped dreptunghic: volum anizotrop	Voxel cubic: volum izotrop
Iradiere +++	Iradiere +

Datorită acestor diferențe tehnice, Cone Beam-ul prezintă avantaje reale comparativ cu scannerul CT.

3 Avantajele Cone Beam comparativ cu scannerul CT

Confortul pacientului

Achiziția este mai simplă, mai rapidă și mai confortabilă pentru pacient, care nu este obligat să stea în poziție culcată, ci mai degrabă în picioare, ca pentru radiografia panoramică. Se efectuează o singură rotație a aparatului în jurul pacientului.

Dozimetria și iradierea

Spre deosebire de scannerul CT, Cone Beam-ul este considerat o tehnică „low dose”, care permite scanarea într-o singură trecere a întregului volum de explorat, fiind mai puțin iradiantă decât tomografia computerizată clasică.

CBCT-ul oferă o doză de radiație ionizantă de până la 6 ori mai mică decât aceeași examinare realizată prin scanner CT.

Mai jos, un tabel comparativ al dozelor efective ale principalelor proceduri radiologice odonto-stomatologice:

Sursă	Doză efectivă medie
Radiografie retroalveolară digitală	4 – 6 µSv
Radiografie panoramică digitală	10 – 15 µSv
Scanner medical CT	60 – 1 300 µSv
Cone Beam	20 – 250 µSv

CBCT-ul permite localizarea câmpului de examinare asupra zonei de studiat (un sector dentar, o arcadă completă), evitând astfel iradierea inutilă a celorlalte părți ale craniului.

Varietatea imaginilor, rezoluția spațială și claritatea

CBCT-ul permite obținerea de vederi diferite pe aceeași imagine, anume secțiuni frontale, sagitale, coronale și oblice.

Cone Beam-ul produce voxeli izotropici de la 500 µm la 75 µm cu un raport de mărire de 1:1. Acest lucru permite rafinarea analizei structurilor osoase și dentare, precum și o putere mare de rezoluție în diferitele planuri ale spațiului, similară sau chiar superioară celei a scannerului CT.

Sensibilitatea la artefacte

Cone Beam-ul este mai puțin sensibil la artefactele metalice, în special la nivel radicular, decât scannerul CT.

Costul

CBCT-ul este net mai puțin costisitor decât scannerul CT.

4 Limitele Cone Beam comparativ cu scannerul CT

Achiziția și lucrul la consolă

În timpul fazei de achiziție prin CBCT, pacientul se află în poziție verticală, fiind astfel dificilă menținerea imobilității pe durata rotației aparatului (20-30 s). Riscul de mișcare este deci semnificativ, ceea ce poate genera artefacte cinetice. Datorită duratei relativ lungi a achiziției, comparativ cu scannerul CT, toate aparatele Cone Beam ar trebui să includă un sistem de contenție eficient pentru a limita acest risc de deplasare. Acest risc este aproape inexistent la CT din cauza unui timp de expunere foarte scurt, de aproximativ 6 secunde.

Pe de altă parte, Cone Beam-ul necesită un timp de lucru mai lung pentru reconstrucția 3D a imaginilor.

Raportul Semnal/Zgomot și rezoluția în contrast

Cu cât raportul Semnal/Zgomot (S/Z) este mai mare, cu atât este mai bună rezoluția în densitate. Cone Beam-ul prezintă, prin urmare, o rezoluție scăzută în contrast față de scannerul CT, din cauza raportului Semnal/Zgomot (S/Z) inferior.

Deși Cone Beam-ul oferă o rezoluție superioară radiografiei panoramice dentare și scannerului CT, scala sa de densitate este mult mai restrânsă din cauza iradierii sale scăzute. Calitatea imaginii pe care o oferă nu este suficientă pentru măsurarea densității țesuturilor calcificate și analiza țesuturilor moi, ceea ce îi limitează indicațiile.

Avantajele Cone Beam-ului sunt deja bine stabilite în toate domeniile imagisticii dento-maxilare.

5 Indicațiile Cone Beam

Odontostomatologie

CBCT-ul își găsește utilitatea în odontostomatologie de fiecare dată când informațiile colectate prin examinarea clinică și radiologia convențională 2D (radiografie intra-orală și OPG) nu sunt suficiente pentru stabilirea unui diagnostic precis și când o imagine 3D este indispensabilă.

În implantologie

Datorită calităților sale biomensurative, a preciziei pe care o aduce datorită particularității sale izotropice care asigură măsurători liniare exacte, CBCT-ul își găsește în mod natural aplicația în implantologie, un domeniu foarte exigent din punct de vedere biometric. Posibilitățile de reconstrucții bi- și tridimensionale, de navigare și de simulare chirurgicală pe care le oferă, precum și sensibilitatea sa scăzută la artefactele metalice, constituie alte atuuri apreciate în implantologie.

El permite stabilirea unui bilanț diagnostic preoperator după o examinare clinică și radiologică standard a pacientului, pentru a stabili indicația de inserare a implantului în caz de îndoială sau pentru a stabili contraindicația și, în anumite cazuri, pentru urmărirea post-chirurgicală. Evaluarea cât mai exactă a volumului osos disponibil la nivelul sitului implantar și vizualizarea sa optimă, precum și studiul cantitativ și calitativ al osului printr-o apreciere a densității.

Și, în final, studiul proximității structurilor anatomice prin măsurători de distanță care trebuie evitate, precum nervii și sinusurile, în vederea inserării implanturilor.

Modelarea 3D permite simularea amplasamentelor viitoarelor implanturi virtual, alegând dimensiunea și forma adecvate.

Figura 3 — Planificare implantară digitală cu QuickVision 3D

Imagistica secțională oferită de Cone Beam este mai mult decât o examinare de elecție în implantologie. Este o examinare obligatorie, cu excepția cazului în care tratamentul implantar este contestat prin examenul clinic și OPG.

Tehnicii CBCT îi datorăm dezvoltarea chirurgiei ghidate statice și dinamice, facilitând exploatarea datelor anatomice în 3D.

Chirurgia implantară ghidată constă în suprapunerea amprentei cavității bucale a pacientului (fișier .stl) cu datele radiologice obținute de la Cone Beam (fișier DICOM) printr-un software dedicat. Aceasta a permis optimizarea preciziei gestului chirurgical și, prin urmare, reducerea eșecurilor tratamentelor implantare întâlnite în chirurgia convențională, depășind astfel limitele implantologiei orale.

Figura 4 — Potrivirea fișierelor STL și DICOM cu software-ul QuickVision 3D

În ceea ce privește urmărirea terapeutică, aceasta este în principal clinică și radiologică 2D. Totuși, la cea mai mică suspiciune de complicație (osteo-integrare imediată defectuoasă, peri-implantită...) după inserarea implantului. De asemenea, în urma unui tratament pre-implantar prin grefe sau sinus-lift, recurgerea la CBCT nu este exclusă.

În odontologie conservatoare și endodonție

Cone Beam-ul este indicat în special pentru căutarea și localizarea unui canal radicular suplimentar, pentru un bilanț peri-apical pre-chirurgical, în special în regiunea maxilară posterioară sau la nivelul mandibulei, în regiunea foramenului mentonier.

Este, de asemenea, interesant în cazurile de traumatisme alveolo-dentare pentru a determina tipul de fractură și a stabili bilanțul unei patologii radiculare (fractură, resorbție internă și externă, peri-apicală sau latero-radiculară...).

În chirurgia bucală, în special înaintea extracției dinților incluși și a molarilor de minte, pentru a vedea raportul rădăcinilor cu nervul alveolar inferior.

În patologie, pentru a stabili un bilanț al extensiei și rapoartele leziunilor chistice și tumorale ale oaselor maxilare.

ORL și chirurgie maxilo-facială

Cone Beam-ul își găsește, de asemenea, indicația în ORL și chirurgia maxilo-facială. El permite, în principal, explorarea sinusurilor feței și a foselor nazale, navigarea chirurgicală cu imagistică intra-operatorie în chirurgia endoscopică a sinusului, realizarea unui bilanț al patologiilor ATM (articulațiile temporo-mandibulare). Este, de asemenea, indicat în explorarea urechii medii pentru evaluarea patologiilor, precum și pentru urmărirea post-operatorie a implanturilor auditive.

Alegerea aparatului Cone Beam

Alegerea aparatului Cone Beam depinde de specificațiile cerute. Într-adevăr, există aparate care sunt mai performante în implantologie, altele sunt mai orientate către diagnosticul în patologie și chirurgie bucală, sau chiar în endodonție.

6 Concluzie

La jumătatea drumului între panoramica dentară și scannerul CT, CBCT-ul se caracterizează prin specificitatea sa de percepție a densităților ridicate, fiind mai precis decât OPG. Este, de asemenea, dotat cu o rezoluție spațială mai bună decât CT-ul. Oferă posibilitatea unei reconstituiri digitale 3D la un cost redus, fiind totodată mai puțin invaziv decât scannerul CT.

Datorită performanțelor sale tehnice și dozimetrice, Cone Beam-ul și-a găsit aplicația în aproape toate domeniile:

• Odontostomatologie
• Parodontologie
• Chirurgie bucală
• Ortodonție
• Endodonție

Este prescris astăzi de fiecare dată când studiul țesuturilor moi nu este necesar și când o imagine 3D este indispensabilă. Permite diagnosticul leziunilor articulare temporo-mandibulare, osoase chistice și tumorale, al traumatismelor și al infecțiilor, dar rezoluția sa scăzută în densitate sau în contrast îi limitează indicația în explorarea țesuturilor moi.

Cone Beam-ul este recunoscut în prezent drept procedura de imagistică secțională de referință în odontostomatologie.

Totuși, prescripția sa nu trebuie să fie sistematică, deoarece trebuie privit mai degrabă ca o examinare complementară a radiologiei standard 2D și a examinării clinice.