Современная компьютерная томография в стоматологии

Содержание статьи:


  • Компьютерная томография
  • В чем же преимущества компьютерной томографии по сравнению с другими методами рентгенодиагностики?
  • Однако, не все компьютерные томографы одинаковы и далеко не каждый тип аппарата может быть использован в стоматологии
  • Стоматологический томограф
  • Техническими характеристиками, определяющими качество конечного продукта (томограммы) для стоматологических томографов являются:
  • По техническим характеристикам PICASSO превосходит GALILEOS:

Среди многочисленных революционных событий и переломных моментов в медицине особое место занимает открытие Х-лучей. Благодаря этому открытию врачи получили возможность увидеть то, что раньше было скрыто и недоступно для прижизненного исследования. В настоящее время использование рентгенографии в диагностике всевозможных патологических процессов уже является стандартной и неотъемлемой частью любого комплексного обследования. В полной мере это касается и стоматологии. Первый снимок зубов был сделан уже через год после того как Вильгельм-Конрад Рентген доложил миру о существовании неизвестного ранее излучения. По современным понятиям на том первом снимке мало что можно было разобрать, но, тем не менее, можно смело говорить о том, что рентгенологический метод обследования используется в стоматологии уже второе столетие.

Компьютерная томография

По мере внедрения в практику разного рода высоких технологий, развивались и интраскопические методы исследования в медицине. Настоящий переворот в мировоззрении произвело появление компьютерной томографии (КТ). Первый компьютерный томограф был испытан в 1974 году. Впоследствии его создатели, инженеры Кормак и Хаунсфильд, получили за это изобретение Нобелевскую премию, а компьютерная томография стала одним из самых востребованных методов лучевой диагностики.

В чем же преимущества компьютерной томографии по сравнению с другими методами рентгенодиагностики?

  • Прежде всего в том, что при стандартной рентгенографии или, например, ортопантомографии, в итоге получается единое плоскостное и суммационное изображение объекта, а при КТ-исследовании полностью сканируется трехмерный объект.
  • Любой обычный снимок делается в реальном режиме времени и в дальнейшем остается статичным плоским изображением. Его можно рассматривать на негатоскопе или в программе визиографа, но посмотреть объект под другим углом или в другой проекции уже невозможно - для этого надо делать новый снимок. В противовес этому, восстановленный в памяти компьютера трехмерный реформат представляет собой точную копию всей сканированной области и, уже в отсутствии пациента, специалист может изучить любой интересующий его объект под любым углом, с любой стороны, во всех плоскостях и на любой глубине.
  • Если обычная рентгенограмма представляет собой суммационное изображение, при котором все расположенные последовательно детали накладываются друг на друга, то компьютерная томограмма - это срез тканей объекта толщиной от долей миллиметра до нескольких миллиметров, прочерченный произвольно в заданном месте.
  • В процессе проведения рентгенологического обследования с использованием любого метода съемки неизбежно возникает определенное проекционное искажение объекта по величине или конфигурации, что может привести к ошибкам при интерпретации изображения. При компьютерной томографии объект сканируется практически "один к одному", что исключает данный вид искажения в процессе реконструкции трехмерного изображения и получении среза.

Однако, не все компьютерные томографы одинаковы и далеко не каждый тип аппарата может быть использован в стоматологии

Технически, каждый компьютерный томограф состоит из трехмерного сканера, аналогово-цифрового преобразователя и компьютера. Стандартный общемедицинский сканер (который, собственно, обычно и называют компьютерным томографом) представляет собой стол, на котором располагается пациент, и гентри - сканирующее устройство в виде кольца, через которое движется стол с пациентом. На внутренней поверхности гентри находится вращающаяся апертура, несущая детекторы и излучатель. Чем меньше площадь одного точечного детектора и чем больше их количество в апертуре, тем выше качество томограммы.
Количество детекторов у аппаратов разных поколений и конструкций заметно отличается. Если последовательные томографы третьего поколения имели не более 500 детекторов, то машины четвертого поколения несут в апертуре уже до полутора тысяч детекторов, а самые современные спиральные - 5000 и более. При спиральной томографии делается уже не серия сканов на разных уровнях, а один прогон среза по спирали с определенным шагом подачи стола в апертуру. Вершиной развития спиральной томографии стало появление мультиспиральных КТ. В этом случае производится не один спиральный срез, а сразу 4, 16 или больше при размере детектора 0,5 мм (соответственно, разрешение 2 пары линий на мм).

Стоматологический томограф

Несмотря на широчайшие диагностические возможности, до недавнего времени компьютерная томография как метод обследования крайне редко применялась в стоматологии. Во многом это было связано с общими не слишком высокими диагностическими запросами стоматологов, достаточно высокой лучевой нагрузкой и качеством изображения, недостаточным для нужд терапевтической стоматологии. Однако, развитие КТ-технологий шло не только по пути усовершенствования спиральных томографов. В начале 21 века на рынке диагностического оборудования появился принципиально новый компьютерный томограф, предназначенный непосредственно для обследования челюстно-лицевой области.

Принципиальное отличие специализированных стоматологических томографов от последовательных и спиральных КТ заключается, во-первых, в том, что, в данном случае для сканирования вместо тысяч точечных детекторов используется один плоскостной сенсор, похожий на сенсор ортопантомографа, и во-вторых, в том, что генерируемый луч коллимируется в виде конуса. Аппарат не имеет гентри и конструктивно тоже напоминает ортопантомограф - вокруг головы пациента вращается консоль с сенсором и излучателем. Во время съемки излучатель работает непрерывно, а с сенсора несколько раз в секунду считывается информация. То есть, грубо говоря, делается несколько кадров в секунду. Затем информация обрабатывается в компьютере и восстанавливается виртуальная трехмерная модель сканированной области (рис. 1). После этого трехмерный реформат "нарезается" слоями в виде аксиальных срезов определенной толщины и каждый слой сохраняется в памяти компьютера в виде файла в формате DICOM.

Рис. 1 Трехмерный реформат сканированной области, исходные фронтальный и профильный срезы

Специализированные челюстно-лицевые томографы рассчитаны на детальное исследование костной ткани и твердых тканей зубов (рис. 2). Мягкие ткани дифференцируются лишь конфигуративно. В то же время, благодаря использованию новых технологий, лучевая нагрузка при исследовании по сравнению с другими видами КТ снижена в десятки раз. В процессе исследовании черепа на последовательном конвенционном томографе пациент получает 1000-1500 мкЗв (микрозивертов), на спиральном - не менее 400 мкЗв. При сканировании челюстно-лицевой области с помощью томографа с плоскостным сенсором лучевая нагрузка составляет, в зависимости от экспозиции, всего 45-60 мкЗв. По нижней границе это соответствует пленочной панорамной томограмме зубных рядов (ортопантомограмме), а по верхней - цифровой флюорограмме.

Рис. 2 Тот же реформат (рис.1), с фильтрацией мягких тканей

Техническими характеристиками, определяющими качество конечного продукта (томограммы) для стоматологических томографов являются:

  • разрешающая способность сенсора (чем больше пар линий на мм, тем выше качество исходного изображения);
  • количество считываний информации за общее время сканирования или, при одинаковой траектории движения, количество "кадров в секунду" (чем выше плотность считывания, тем достовернее виртуальная реконструкция);
  • толщина слоя при сохранении файлов в DICOM (чем тоньше слой, тем мельче воксель - визуализируемый элемент объема, являющийся структурной единицей изображения).

Указанные выше опции обеспечивают качество исходного материала, но для получения максимума необходимой информации кроме этого необходим определенный набор функций и инструментов, предусмотренных программным обеспечением. Чем больше адаптированных к стоматологии опций имеет программа и чем легче к ним доступ, тем удобнее работать с изображением и тем больше необходимой информации получит специалист любого профиля.

Иногда в периодической литературе или рекламных проспектах можно встретить длинное обозначение - "дентальный трехмерный компьютерный томограф". Сразу следует уточнить, что слово "трехмерный" логически относится не к томографу, а к томограмме - любая компьютерная томограмма делается на основе трехмерного реформата и другой (не трехмерной) быть не может. Поэтому "трехмерный" - здесь просто лишнее слово. Определение "дентальный" в прямом переводе означает "зубной" и тоже должно считаться некорректным, ибо с помощью данной аппаратуры можно исследовать не только зубы, но и височно-нижнечелюстные суставы, все придаточные синусы носа (включая решетчатый лабиринт и клиновидную пазуху), пирамиду височной кости, любые отделы лицевого скелета, а при желании и лучезапястный сустав в полном объеме. Первые томографы такого класса имели очень маленькую матрицу и область сканирования была размером 3x4 см, то есть примерно как пленка для внутриротовой съемки зубов в двухмерном эквиваленте. По сему, обозначение "дентальный" первое время являлось вполне логичным, однако сейчас современные томографы предназначены для сканирования всей лицевой области и оснащены матрицей гораздо большего размера. Таким образом, полноценным рабочим названием аппаратуры данного типа является - челюстно-лицевой или максиллофациальный компьютерный томограф. В зарубежной литературе также встречается сокращенное обозначение - 3D томограф. С технической точки зрения - это плоскосенсорный компьютерный томограф с конусно-лучевым генератором.

В настоящее время компьютерные томографы для стоматологии выпускают многие зарубежные фирмы. На отечественном рынке диагностической аппаратуры чаще всего позиционируются три аппарата: ACCUITOMO фирмы Morita (Япония); PICASSO, Vatech (Южная Корея) и GALILEOS, Sirona (Германия). Конструктивно все три аппараты похожи друг на друга, но имеют целый ряд отличий в технических характеристиках и возможностях программного обеспечения.

С точки зрения технических параметров, о которых уже упомянуто выше, бесспорным лидером является ACCUITOMO (Morita), однако данный томограф имеет довольно примитивное программное обеспечение, слабо адаптированное к стоматологии, практически стандартный общемедицинский DICOM-просмотрщик.

Томографы PICASSO и GALILEOS оснащены специализированными стоматологическими программами, однако не являются полностью идентичными. Конструктивно они различаются тем, что у PICASSO, как и у ACCUITOMO (Morita), приемником изображения служит сенсор на основе CMOS матрицы со слоем Csl, которая напрямую воспринимает информацию, а у GALILEOS информация считывается с помощью CCD матрицы и сигнал воспринимается опосредованно после прохождения через УРИ (усилитель рентгеновского изображения).

По техническим характеристикам PICASSO превосходит GALILEOS:

  • разрешение сенсора GALILEOS - 2 пары линий/мм, PICASSO - 2,5 пар линий/мм;
  • размер вокселя сохраненного изображения у GALILEOS - 0,3 мм, у PICASSO - регулируемый размер от 0,125 мм до 0,3 мм, по умолчанию 0,2 мм;
  • количество "кадров в секунду" у обоих аппаратов одинаково, однако у GALILEOS траектория движения вокруг объекта 204 градуса и время сканирования 14 сек, а у PICASSO - 360 градусов и 24 сек, следовательно, объем первично считанной информации превосходит аналог более чем в полтора раза.

Каждая модель томографов PICASSO способна работать в режиме "быстрой съемки". В этом случае время сканирования сокращается до 15 сек. Количество считанной информации несколько уменьшается, снижается детализация особо мелких структур рисунка, но заметно уменьшается и лучевая нагрузка. Быстрая съемка удобна для исследования в детской стоматологии и для контроля после операции имплантации.

Особого внимания заслуживает аппарат PICASSO-Trio - это своего рода диагностический "комбайн", с помощью которого можно производить все виды рентгенографии, используемой в стоматологии и не только. Это, безусловно, компьютерная томография, а также телерентгенография и панорамная томография зубных рядов (ортпантомография). Один аппарат - три функции. Что же касается внутриротовых рентгенограмм зубов, следует сказать, что диагностический снимок любого зуба может быть выделен из компьютерной томограммы путем обработки соответствующего фрагмента (рис. 3, 4).

Рис.3 КТ исследование зуба 2.2:

  • зонограмма области 2.1-2.2 с толщиной слоя 10 мм, соответствующая внутриротовой рентгенограмме зуба;
  • профильная томограмма зуба 2.2;
  • аксиальная томограмма альвеолярного отростка в области периапикальной деструкции и резцового канала;
  • увеличенный фрагмент 3D реформата: фенестрация кортикальной пластинки в области проекции верхушки корня 2.2

Рис.4 Определение топографии корневого канала зуба 4.2, увеличенный фрагмент профильного среза: начинаясь двумя устьями, канал заканчивается единым апикальным отверстием

Программное обеспечение томографов PICASSO на сегодняшний день можно считать уникальным. В отличие от других программ, где многие действия жестко определены фиксированным алгоритмом или стандартно автоматизированы, EPX-Impla открывает неограниченный простор для творческой мысли.

Современные плоско-сенсорные компьютерные томографы могут использоваться врачами стоматологами любой специальности (рис. 5-8).

Рис.5 Аксиальная томограмма: определение топографии каналов перед эндодонтическим вмешательством

Рис.6 Пародонтологический статус верхней челюсти в панорамной 3D реконструкции, серия профильных томограмм заданной области

Рис.7 Трехмерный реформат с фильтрацией костной структуры: определение пространственного положения ретенированных зубов при двусторонней расщелине альвеолярного отростка и твердого неба

Рис.8 На этапе исследования при планировании операции имплантации

Статья впервые опубликована в журнале "Институт Стоматологии", №1 (38), апрель 2008. Статья предоставлена диагностическим кабинетом клиники "Практик Т" на ул. Щорса 8. по разрешению автора.

Автор: Рогацкин Д.В., врач-рентгенолог
стоматологического объединения "ОРТОС", Смоленск

Насколько полезна была эта статья?
0
Средняя оценка
0 голосов

Мнения специалистов + ПОДЕЛИТЬСЯ СВОИМ МНЕНИЕМ
ПОДЕЛИТЬСЯ СВОИМ МНЕНИЕМ

Комментарии 0