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CBCT in ambito odontoiatrico

Irene Rigott

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Inizialmente applicato in angiografia e in radioterapia, la tecnologia Cone Beam CT ha trovato negli anni recenti un forte sviluppo in ambito odontoiatrico.

Specialmente con la messa a punto di software specifici per la ricostruzione 3D e hardware in grado di gestire la mole di dati da elaborare ha permesso una riduzione dei costi di acquisto delle apparecchiature e una seguente maggiore diffusione sul campo.

L’utilizzo dei raggi X per la radiologia odontoiatrica è parte integrante fin dagli inizi degli anni 60, con la prima esecuzione di radiografie endorali, e dopo, con l’invenzione di apparecchiature dedicate per eseguire le ortopantomografie.

Tuttavia, queste metodiche permettono solamente la visualizzazione bidimensionale delle strutture esaminate e hanno comunque delle limitazioni per chi deve fare misurazioni: ingrandimento, distorsione, sovrapposizioni delle strutture anatomiche esaminate e false immagini.

Anche la metodica con CT convenzionale (spirale o multislice) per lo studio delle arcate dentarie non può configurarsi “gold standard” per ovvi motivi di dose al paziente, molto più alta rispetto a tutte le altre metodiche impiegate.

La tecnologia Cone Beam applicata al campo dentale ha dato il via a dei sistemi dedicati avendo come risultato un’aumentata qualità dell’imaging con una notevole riduzione della dose impartita al paziente. Infatti il Cone Beam nei confronti delle TC più moderne presenta dosi da 3 a 8 volte inferiori a parità di volume irradiato.

Il sistema CBCT permette la creazione di immagini su tutti i piani nello spazio: assiale, coronale, sagittale, obliquo o addirittura ricostruzioni seguendo una linea curva attraverso un processo denominato Multi Planar Reconstruction (MPR).

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Apparecchiature

Mentre le prime apparecchiature CBCT in ambito dentale assomigliavano alle apparecchiature di TC, con gantry e lettino paziente, oggi troviamo modelli che da fuori sembrano un semplice apparecchio ortopantomografico, con il complesso sorgente-rivelatore che ruota attorno ad un fulcro fissato nel centro del volume.

Il fascio in uscita dal tubo radiologico è a conformazione piramidale o conica (ecco anche da dove prende il nome in inglese). L’esposizione è a radiazioni pulsate e permette di acquisire le immagini base con un’unica rotazione per tutto il FOV selezionato.

Successivamente è possibile tramite software elaborare i dati acquisiti trasformandoli in un unico volume il cui elemento essenziale è il voxel (3D). Da questo volume si possono ricalcolare tutte le immagini volute con l’orientamento a scelta senza distorsioni – i voxel infatti sono isotropici (di ugual misura nelle tre direzioni dello spazio).

I primi sistemi di CBCT utilizzavano detettori ad amplificatore di brillanza, che erano ingombranti e con FOV ampi erano soggetti a distorsioni artefattuali nella periferia delle immagini. Più recentemente si sono resi disponibili apparecchiature con detettore flat-panel a dimensione estesa, dove il materiale sensibile è costituito da Iodurio di Cesio (CsI) accoppiato a fotodiodi o CCD e elettronica incorporata (thin-film-transistor).

Algoritmi di ricostruzione

La ricostruzione 3D con modalità cone beam CT deve necessariamente differenziarsi dalla metodica delle retroproiezione filtrata conosciuta in ambito TC. Con la geometria cone beam gli oggetti vengono visti da più fotoni distinti e si proiettano su molte aree del rivelatore. Per definire con precisione la collocazione spaziale degli oggetti c’è la necessità di algoritmi specifici, molto più complessi e impegnativi in termini di tempo di calcoli. L’operazione matematica più diffusa per la ricostruzione è denominato metodo Feldkamp, Davis, e Kress (FDK).

Esecuzione dell’esame

Lo svolgimento dell’esame non differenzia molto da una normale acquisizione per ortopantomografia. L’apparecchio da un punto di vista strutturale non cambia. Il paziente toglie gli oggetti metallici e protesi mobili e gli viene fornito, dove opportuno, un collare in Pb per proteggere la tiroide.

La fase del posizionamento del paziente riveste una particolare importanza, soprattutto per esami a piccoli FOV (5-8cm). La selezione dei dati di esposizione può essere aiutata con dei programmi anatomici proposti dal sistema, anche se ci dovrebbe essere la possibilità di personalizzare tale scelta in base al tipo di esame e al tipo di paziente (bambino – adulto). Il tempo di scansione è comparabile ad un esame tradizionale quindi abbastanza breve, nell'arco dei 20-30sec.

Tutto il set dei dati acquisiti viene mandato a una postazione PC dove con un apposito software si elaborano e ricostruiscono le proiezioni necessarie a visualizzare le strutture di interesse. Un’ulteriore vantaggio è quello dato dalla marcatura automatica del nervo mandibolare per stabilire i rapporti con i denti ed effettuare delle misurazioni per un’eventuale planning operatorio.

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Qualità delle immagini

Il grande vantaggio della tecnologia CBCT in ambito dentale è quello di poter visualizzare un elevato contrasto tra osso e tessuto molle dovuto al fatto che ci troviamo di fronte a strutture anatomiche di elevato contrasto intrinseco. Dall’altro canto però non c’è una vera e propria differenziazione dei dettagli a basso contrasto. Inoltre la scala dei livelli di grigio rappresentata non è riferita all’Unità Houndsfield e quindi misurazioni di densità ossea risultano inaccurate. I sistemi di acquisizione CBCT allo stato attuale producono valori differenti di HU per strutture ossee e di tessuto molle di simile densità a seconda dell’area all’interno del volume indagato; cioè, la stessa densità ossea viene riportata con un differente valore di grigio a seconda della posizione relativa ad altre strutture in vicinanza.

Un ulteriore svantaggio della metodica cone beam CT è dato dalla maggiore creazione di radiazione diffusa, proprio per il campo raggi maggiore e questo influenza negativamente il contrasto sia sulle immagini base acquisite e anche dopo su quelle elaborate. Tuttavia sono stati sviluppati anche dei metodi per ovviare a tale svantaggio.

Dose e rischio con la CBCT

Il review della letteratura condotto dal progetto SEDENTEXCT riportato in: European Commission, Radiation Protection 172, CONE BEAM CT FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL RADIOLOGY, Evidence Based Guidelines, 2012 include 13 studi che hanno condotto misurazioni della dose con CBCT. Alcuni di questi hanno utilizzato i nuovi fattori di ponderazione tissutale (ICRP 2007), altri quelli della ICRP 1990; bisogna quindi prestare attenzione durante il confronto dei dati della dose efficace calcolata.

La tabella 1 mostra questi dati in forma aggregata mettendo a confronto varie metodiche di imaging dentale.

I valori di dose efficace per ogni modalità sono presentate sotto forma di range e si evince che c’è una certa ampiezza dei valori dosimetrici riscontrati negli studi condotti, anche se il valore della dose efficace mediana si colloca sempre nel range di valori più bassi. Questo significa che c’è un ampia varietà di dose che viene data al paziente che dipende principalmente dal tipo di apparecchiatura utilizzata e dalle impostazioni dei parametri di esposizione: tempo di esposizione, kV e mA, e, specialmente dal campo di scansione (FOV) selezionabile.

A titolo d’esempio sono riportate anche i valori di dose efficace per esami TC maxillofacciali per planning protesico, il cui valore è il più alto di tutte le modalità.

Riassumendo, le dosi da radiazioni per applicazioni CBCT generalmente sono più alte rispetto ad applicazioni “convenzionali” (radiografia endorale, panoramica e cefalometrica), ma si posizionano a un livello più basso rispetto agli esami di Tomografia Computerizzata.

Per una migliore radioprotezione del paziente e per ottemperare al principio ALARA, bisogna quindi tenere presente quando è indicato quale indagine diagnostica (“principio di giustificazione”) e dopo si ottimizza l’esame per ogni singolo paziente.

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riferimenti bibliografici:

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[2] Okano T et al. Absorbed and effective doses from cone beam volumetric imaging for implant planning. Dentomaxillofac Radiol 2009; 38: 79-85.;

[3] Garcia Silva MA et al. Cone-beam computed tomography for routine orthodontic treatment planning: a radiation dose evaluation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2008a; 133: 640.e1-5.;

[4] Garcia Silva MA et al. Effective dosages for recording Veraviewepocs dental panoramic images: analog film, digital, and panoramic scout for CBCT. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2008b;106:571-7 106: 571-577.

[5] Palomo JM et al. Influence of CBCT exposure conditions on radiation dose. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008; 105: 773-82.

[6]Ludlow JB et al. Dosimetry of two extraoral direct digital imaging devices: NewTom cone beam CT and Orthophos Plus DS panoramic unit. Dentomaxillofac Radiol 2003; 32: 229-234.

[7]Ludlow JB et al. Comparative dosimetry of dental CBCT devices and 64-slice CT for oral and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008; 106: 106-114.

[8]Lofthag-Hansen S et al. Calculating effective dose on a cone beam computed tomography device: 3D Accuitomo and 3D Accuitomo FPD. Dentomaxillofac Radiol 2008; 37: 72-79.

[9]Hirsch E et al. Dosimetry of the cone beam computed tomography Veraviewepocs 3D compared with the 3D Accuitomo in different fields of view. Dentomaxillofac Radiol 2008; 37: 268-273.

[10]Loubele M et al. Comparison between effective radiation dose of CBCT and MSCT scanners for dentomaxillofacial applications. Eur J Radiol 2009; 71: 461-468.

[11]Roberts JA et al. Effective dose from cone beam CT examinations in dentistry. Br J Radiol 2009; 82: 35-40.

[12]Suomalainen A et al, Dosimetry and image quality of four dental cone beam computed tomography scanners compared with multislice computed tomography scanners. Dentomaxillofac Radiol 2009; 38: 367-378.

[13]Qu XM et al. Effective radiation dose of ProMax 3D cone-beam computerized tomography scanner with different dental protocols. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2010; 110:770-6.

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[15]Tsiklakis K et al, Dose reduction in maxillofacial imaging using low dose Cone Beam CT. Eur J Radiol 2005; 56: 413-417.

[16]Ludlow JB et al. Dosimetry of 3 CBCT devices for oral and maxillofacial radiology: CB Mercuray, NewTom 3G and i-CAT. Dentomaxillofac Radiol 2006; 35: 219-26.

[17]Faccioli N et al., Radiation dose saving through the use of cone-beam CT in hearing-impaired patients. Radiologia Medica, 2009; 114: 1308-1318.


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9 Comments


Cade proprio a pennello. Mi hanno installato qualche giorno fà il CBCT. Ho fatto due esami soltanto...devo prenderci la mano...

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PLANMECA- promax....un bel giocattolino devo dire....c'è un PC pompatissimo infatti con un programma di gestione molto pesante "romaxis"

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ah, sì...conosco...nei nostri controlli il software ci è di impedimento...allunga di moltissimo il tempo del controllo

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Con dati preimpostati standard (90Kv 10mA 12sec) e volume di ampiezza 8 cm mi dà stimato

DAP 1091mGy * cm2 CTDI 9,3mGy

Con volime speso 5cm (singola arcata)

DAP 808mGy * cm2 e 11,7 mGy

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Lo stiamo iniziando ad usare molto in clinica. La parte pratica è relativamente semplice, anche se diventa più complicato fare i particolari a 4 cm sui singoli denti oppure le ATM.

La parte moooolto bella è il post processing. Se si conosce bene romaxis si fa della roba fantastica!!!!

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