Как формируется изображение ?
Все современные томографы (МРТ, КТ) формируют файл в специальном формате DICOM, который содержит информацию о том, как будет обрисовываться изображение, а точнее, об интенсивности и плотности изображения. Фактически, каждый файл представляет собой срез (slice) в какой-либо плоскости, чаще всего в горизонтальной. Компьютерная томография сохраняет в файлах рентгеновскую плотность, которая зависит от физической плотности тканей. Костная ткань имеет большую физическую плотность, кровь- меньшую и т.д. (магнитно-резонансный томограф сохраняет интенсивность обратного сигнала).
Диагностическая станция производит не один файл, а сразу несколько для одного исследования. Эти файлы имеют логическую структуру. Файлы объединяются в серии и представляют собой набор последовательных срезов.
Информация о плотности тканей в DICOM-файле является основой для его отрисовки. Чтобы отрисовать изображение нужно значениям плотности сопоставить цвет. Это осуществляет передаточная функция по шкале Хаунсфилда. (прочитать про эту шкалу можно здесь)
Мультипланарная реконструкция (MPR)
Для того, чтобы построить MPR, необходимо объёмную 3D-модель «разрезать» в нужных плоскостях. Мультипланарная реконструкция позволяет создавать аксиальную, фронтальную, сагиттальную или произвольную плоскости.1
Цефалометрия, MPR и возможности в ортодонтиии
Традиционные 2d изображения латеральной цефалограммы (ТРГ в боковой проекции) до сих пор широко используются в ортодонтической и ортопедической стоматологии. Точность любого расчета, будь то классическая ТРГ или преобразованное 2d изображение, взятое из 3d исследования, определяется таким параметром как воспроизводимость. Некоторые погрешности присутствуют в данных исследованиях за счет наложений структур правой и левой стороны, а также сложности идентификации некоторых цефалометрических точек. Точность определения точек в 3D цефалометрии также различается в зависимости от структур.
Такие точки, как condyle (Co), porion (Po), orbitale (Or) обладают наименьшей воспроизводимостью и точно определить их сложнее всего.2
Измерения, производимые прямо на объемном 3d изображении могут происходить с серьезными погрешностями из-за сложностей определения точек в объемном пространстве, а также из-за неточности в определении пороговых величин для получения 3d поверхности (сегментации).3
Использование мультипланарной реконструкции 3d изображения дает возможность снизить погрешность во время цефалометрического исследования, увеличить точность диагностики.4
Для того, чтобы максимально использовать преимущества 3D исследования необходимы точные и понятные инструменты для исследования анатомических структур.
Мультипланарная реконструкция (MPR) позволяет подробно визуализировать исследуемые структуры и идентифицировать необходимые точки как для 3d цефалометрии, так и для 2d проекции и последующего расчета.
Пример расчета боковой ТРГ после идентификации «сложных» точек с помощью мультипланарной реконструкции, а также наложения на фотографию в естественном положении головы (NHP) (анализ Jarabak).
Рутинные инструменты в орто-диагностике
Определение объема костной ткани и расположения корней в области фронтальных и жевательных зубов позволяет получить необходимую информацию о возможностях и ограничениях перемещения резцов и моляров. А также с помощью КЛКТ и MPR можно оценить возможности расширения зубных дуг и точно определить расположение ретенированных и дистопированных зубов.
Оценка состояния височно-нижнечелюстного сустава и функционального пространства также очень важная часть диагностики в ортодонтии. Нарушение целостности кортикальной пластинки, формы суставной головки и изменения со стороны функционального пространства свидетельствуют о продолжающемся патологическом процессе, ведущем к уменьшению высоты мыщелкого отростка.
Мультипланарная реконструкция по произвольной кривой (Curved MPR) позволяет оценить состояние всех зубов и окружающих тканей. Также можно визуализировать отдельные сегменты и исследовать симметрию.
Оценка воздухоносных путей
Возникновение блока на различных уровнях прохождения воздушного потока может являться одним из этиологических факторов формирования ортодонтических нарушений и может влиять практически на каждую область челюстной-лицевой системы, а также, вести к возникновению синдрома обструктивного апноэ сна (Obstructive Sleep Apnea, OSA).5
КЛКТ позволяет распознать причины возникновения препятствий нормальному процессу дыхания. К основным компонентам, которые необходимо оценивать во время исследования воздухоносных путей можно отнести:
1. Строение носовых ходов, носовую перегородку, возможное наличие concha bullosa (разрастание воздушной полости внутри средней носовой раковины), .
2. Разрастание лимфоидной ткани (аденоиды)
Исследование в American Journal of Orthodontics and Dento-facial Orthopedics (October 2014) показало высокую точность КЛКТ как инструмента исследования патологии ноcо-глоточной миндалины, сравнимую с эндоскопией. На рисунке представлены 4 степени увеличения миндалин, которые хорошо видны на сагиттальном срезе. 6
3. Область рото-глотки и положение языка.
Исследование Американской Стоматологической Ассоциации показало высокий процент недиагносцированных нарушений в процессе исследования КЛКТ в ортодонтической практике, наибольшую часть составили нарушения в области носоглотки и гортаноглотки. Это подчеркивает необходимость исследования всех структур челюстно-лицевой области в тех случаях, когда производятся диагностика с использованием КЛКТ как в ортодонтической, так и ортопедической стоматологии.7
Александр Плаксин
Литература
1. DICOM Viewer изнутри. Воксельный рендер.
Sechenov Pavel. https://habrahabr.ru/post/258621
2. LISBOA C de O, MASTERSON D, MOTTA AFJ, MOTTA AT. Reliability and reproducibility of three-dimensional cephalometric landmarks using CBCT: a systematic review. Journal of Applied Oral Science. 2015;23(2):112-119. doi:10.1590/1678-775720140336
3. Accuracy and reliability of craniometric measurements on lateral cephalometry and 3D measurements on CBCT scans
Bruno Fraza ̃o Gribela; Marcos Nadler Gribelb; Diogo Campos Fraza ̃oc; James A. McNamara Jrd; Flavio Ricardo Manzi, Angle Orthodontist, Vol 81, No 1, 2011
4. (Precision of identifying cephalometric landmarks with cone beam computed tomography in vivo, Bassam Hassan, Peter Nijkamp, Hans Verheij, Jamshed Tairie, Christian Vink, Paul van der Stelt, Herman van Beke Eur J Orthod (2013) 35 (1): 38-44)
5. a) CBCT in the evaluation of airway — minimizing orthodontic relapse. Dr. Steven Olmos discusses the four points of breathing obstruction. link
b) Evaluation of the human airway using cone-beam computerized
tomography. Hung Hsiag Tso, BS,a Janice S. Lee, DDS, MD, MS,b John C. Huang, DMD, DMedSc,c Koutaro Maki, DDS, PhD,d David Hatcher, DDS, MSc, MRCD(C),e and Arthur J. Miller, PhD,f
San Francisco and Sacramento, California; and Tokyo, Japan
UNIVERSITY OF CALIFORNIA, DIAGNOSTIC DIGITAL IMAGING, AND SHOWA UNIVERSITY link
6. Agreement between cone-beam computed tomography and nasoendoscopy evaluations of adenoid hypertrophy
Major, Michael P. et al.
American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics , Volume 146 , Issue 4 , 451 — 459
7. a) Edwards R, Altalibi M, Flores-Mir C. The frequency and nature of incidental findings in cone-beam computed tomo- graphic scans of the head and neck region: a systematic review. J Am Dent Assoc. 2013;144(2):161-170.
b) The frequency and nature of incidental findings in large-field cone beam computed tomography scans of an orthodontic sample.Progress in Orthodontics, 2014, Volume 15, Number 1, Page 1
Ryan Edwards, Noura Alsufyani, Giseon Heo