Přehled důležitých parametů při výběru zobrazovací techniky OPG a CT Část II. 3D zobrazení, dentální CT/CBT Tento materiál připravila společnost CAMOSCI CZECH s.r.o. Specialista na zobrazovací technologie, pro účastníky Curriculum of Oral Implantology pořádané Implant & Aesthetic Academy. Více informací o akademii najdete na www.implantacademy.sk. Text volně navazuje na předcházející část věnovanou panoramatickým rentgenům. Cílem této části je poskytnout budoucím zájemcům o 3D zobrazovací systém relevantní informace k této problematice. Úvodem k dentálním CT (CT počítačová tomografie) Počítačová tomografie vstoupila do klinické praxe v roce 1971 (přístroj EMI Mark I označovaný jako CT první generace). Průkopníkem těchto technologií byl Godfrey N. Hounsfield, který společně s Allanem McLeod Cormackem získali v roce 1979 Nobelovu cenu za fyziku a medicínu. CBCT přístroje jsou založené na stejném principu jako první a všechny současné nemocniční CT přístroje. První CBCT systém s konkrétním zaměřením na stomatologické využití byl představen a instalován v Itálii již před 16 lety, kdy společnost QR (Quantitative Radiology) z Verony přinesla první dentální CBCT systém na světe (NewTom 9000, označovaný též jako MaxiScan). Od té doby prošel vývoj systémů velmi dlouhou cestu, různou kvalitou softwaru a s tím souvisejícími možnostmi. Cílem tohoto materiálu není porovnávat jednotlivé přístroje na trhu, ale poskytnout čtenáři základní osnovu a informační zázemí na vyhodnocení důležitých parametrů těchto přístrojů. CT (CAT) versus CBCT Co znamená CBCT? CBCT je zkratka pro Cone Beam Computed Tomography. Tradiční medicínské CT (CAT) skenery využívají RTG paprsek ve tvaru vějíře (Fan Beam) a relativné úzký detektor či multidetektor. Okolo snímaného objektu rotují v tzv. helikálním profilu. U CBCT skenerů je naopak využívané RTG záření ve tvaru kužele (Cone Beam) a detektorem je čtverec (viz obr.1). Tradiční CT okolo pacienta rotují vícekrát, u CBCT systému postačí jedna 180 nebo 360 rotace. Hlavními výhodami CBCT oproti CT pro dentální a maxilofaciální využití jsou nižší dávka, rychlejší vyšetření, cenová dostupnost, lepší obr. 1 1 www.camosci.cz
rozlišení a více detailů. Nevýhodami jsou zejména nižší dynamická škála snímačů a neschopnost zobrazit tzv. Hounsfieldové jednotky (HU) jako je tomu u,,velkých CT,,. Existuje však přepočet na HU z grayscale. (Více informací najdete ve výzkumu, který je k dispozici v odkazu www.newtom.cz v sekci Podpora/ Přečtěte si). FOV (Field-of-View/Zorné pole) Velikost FOV determinuje jaký objem anatomie pacienta může být nasnímán. Jestliže se používá FPD (Flat Panel Detector), je kuželové FOV definované jako průměr X výška (viz obr. 2). Některé přístroje umožňují získávat data různých FOV, přičemž čím menší je FOV, tím nižší je efektivní dávka, které je pacient vystavený. obr. 2 Jedna jediná rotace velkého FOV okolo pacienta umožňuje lékařům vidět většinu anatomických struktur najednou. Ve stomatologii můžou tyto velké FOV zobrazovat téměř celou hlavu včetně celé očnice, kořene nosu až po jazylku. Používají se zejména v ortodoncii a maxilofacilní chirurgii. Existují přístroje (např. New Tom 5G nebo VGi), které umožňují zhotovovat jak záběry s největším FOV (18 x 16 cm) tak i s menším FOV (6 x 6 cm). Při využití menších FOV lze dosáhnout vyššího rozlišení (velikost voxelu na úrovni 0.075 mm u nevyspělejších přístrojů na trhu), naopak při větším objemu zobrazení klesá rozlišení na úroveň 0.15 mm a více. Malé FOV se ve stomatologii nejčastěji používají pro endodontické, parodontologiciké a základní předimplantační vyšetření nebo retinované zuby. V medicíně potom pro zlomeniny prstů, ORL diagnózy a další případy, kdy je potřebné vysoké rozlišení. Pro implantologii a další stomatologické využití je nejvhodnější střední FOV (ideální 11 x 8 cm) které umožňuje zachytit kompletně obě čelisti po 3. molár vč. rezervy pro ustavení pacienta a zajistí tak dostatek informací k plánovanému zákroku včetně možnosti výroby chirurgické šablony pro navigovanou implantaci. Menší FOV jako je 8x6 nebo 8x8 jsou z tohoto pohledu nedostatečná. 2 www.camosci.cz
Některé přístroje mají jen malé FOV. Absenci důležité možnosti použít větší FOV nahrazují tzv. sešitím samostatně nasnímaných objemů dohromady (funkce označovaná jako Stitching). Tato metoda vyžaduje značné množství času a je relativně nepřesná (klesá rozlišení). Taktéž pro dosáhnutí potřebného objemu je pacient vystavený zbytečně vysoké dávce. Nahrazení OPG vyšetření CBCT vyšetřením Využitím speciálního softwaru je možné vygenerovat z dat získaných CBCT vyšetřením velmi kvalitní OPG nebo CEPH snímky (podmínkou je dostatečně velké FOV). Z hlediska RTG dávky je však pro pacienta podstatně výhodnější zhotovit OPG a CEPH snímky pomocí k tomu určených projekcí, protože dávka u CBCT vyšetření je při porovnatelné oblasti snímání cca 5-10 x vyšší než při panoramatické projekci. K tomu, aby CBCT přístroj dokázal zhotovit (a ne jen pomocí 3D dat generovat) i panoramatické snímky, musí být vybavený na to vhodným snímačem, ideálně též pokročilou kinematikou a jejím řízením nebo ještě lépe multifokální technologií (viz www.ajat.cz, sekce Technologie/multifokální technologie), která umožňuje poexpoziční adaptaci na různé morfologické typy pacientů. Na trhu jsou na jedné straně přístroje, které jsou,,čistokrevnými,, CBCT přístroji a neumožňují zhotovovat panoramatické snímky (např. NewTom 5G, viz obr. 3) a tzv. hybridy (např. NewTom GiANO, viz obr. 4). Ty mají většinou menší či střední FOV a jsou k dispozici též jako standardní panoramatické RTG (případně OPG v kombinaci s CEPH) s možností být následně dodatečně vybavené 3D (FPD) senzorem. Různé typy CBCT technologií obr. 3 obr. 4 U současných přístrojích se můžeme setkat s různými typy technologií, které mají vliv na kvalitu snímku a s ní spojenou diagnostickou hodnotu. Většina současných přístrojů již využívá různě kvalitní,,flat Panel,, detektory (FP nebo též FPD), které jsou v podstatě velkoplošné CMOS snímače jejichž velikost definuje následné FOV (např. NewTom VGi, 5G nebo GiANO). O generaci starší technologie využívá tzv.,,image Intensifier,, a CCD snímač (např. Sirona Galileos) které mají přibližně 1,6 x horší SNR (,,Signal-to-Noise Ratio,, - poměr signálu a šumu) a kvalitu snímků. Precizní měření 1:1 Na rozdíl od panoramatické radiografie je možné u CBCT systémů měřit zcela přesně ve škále 1:1. Chyby způsobené zvětšením jsou eliminované a 3D CBCT technologie se tak stává standardem pro 3 www.camosci.cz
implantlology, ortodontisty parodontology a chirurgy. Software Jednou z nejdůležitějších součástí CBCT systému je software. Jednou z jeho hlavních funkcí je zpracovat nasnímané data a během tzv. Primární rekonstrukce vytvořit soubor všech axiálních řezů ve zvoleném objemu. Většina softwarů umožňuje definovat paramety těchto axiálních řezů, kterých kvalita je samozřejmě závislá od kvality snímaných dat. Z těchto axiálních řezů potom software připravuje další řezy a pohledy (koronární, sagitální nebo další uživatelské pohledy, např. příčné důležité pro implantologii. ). Programy umožňují i virtuální 3D rekonstrukci, která má největší význam při komunikaci s pacientem a lepší vizualizaci stavu a plánovaného zákroku. (viz obr. 5 a obr. 6) obr. 5 obr. 6 4 www.camosci.cz
Pomocí softwaru je také možné plánovat implantáty pro výrobu chirurgické šablony a navigovanou implantaci. Pro tyto účely se nasnímaná data (rekonstruované axiální řezy) nejčastěji exportují v tzv. DICOM (,,Digital Imaging and Communication in Medicine,,) formátu a následně jsou exportovány do programu daného výrobce implantátů nebo provozovatele výroby šablon (např. Simplant, Med3D, CAMOSCI) Některé CBCT přístroje jsou automaticky vybavené softwarem k plánování implantátů (které většinou neumožňuje export STL formátu), jiné umožňují tento software zakoupit. Samotné plánování pro navigovanou implantaci vykonává lékař sám, následně zasílá data k tzv. segmentaci a výrobě chrurgické šablony. Data se také exportují v tzv. STL (,,Stereolithography,,) formátu, kdy jsou využitelné pro CAD/CAM systémy. V případě, že je CBCT přístroj provozovaný v radiologickém centru jako služba pro ostatní lékaře, je možno pomocí jeho softwaru vytvářet tzv. reporty nebo hrubá data, které se ukládají na CD nebo jiné médium spolu s prohlížečem, který umožní odběrateli všechny potřebné funkce. Síťové řešení Standardní řešení umístění CBCT přístroje v rámci lokální počítačové sítě vychází z toho, že přístroj je přípojený k hlavní pracovní stanici, na které probíhá primární rekonstrukce. Tato stanice musí být v závislosti na daném přístroji dostatečně výkonná. Rekonstruovaná data jsou potom k dispozici pro další počítače daného pracoviště na analýzu. Ukládání dat může probíhat do PACS (Picture Archiving and Commnications systém,,) systému v DICOM formátu. Snímky či reporty mohou být z hlavní nebo jiné stanice tisknuté pomocí standardní nebo DICOM tiskárnou. Připojení hlavní pracovní stanice na internet je vhodné zejména z hlediska vzdálené podpory systému výrobcem nebo jeho zastoupením. Závěr Závěrem bychom rádi zdůraznili, že tento přehled by určitě neměl nahradit osobní konzultaci s odborným zástupcem - specialitou na zobrazovací techniku. Vzhledem k velkému objemu dalších informací a souvislostí by tento materiál měl být vnímaný jako základní osnova, která otevře prostor další diskusi. Věříme, že informace pro Vás budou přínosné a těšíme se na další komunikaci s Vámi. Literatura odkazy na zajímavé studie nebo relevantní informace najdete na www.newtom.cz v sekci podpora/přečtěte si. CAMOSCI CZECH s.r.o. Specialista na zobrazovací technologie www.camosci.cz Email: camosci@camosci.sk Infolinka: 800 100 138 5 www.camosci.cz