00

Úvod do problematiky

CBCT (3D) a hybridní (OPG a CBCT) zobrazovací systémy
Moderní zubní lékařství je komplexním oborem s potřebou rozsáhlé diagnostiky a monitoringu stomatognátního systému pacienta, což klade značné nároky na zobrazovací technologie. Vývoj v této oblasti tak logicky dospěl k zobrazování sledovaných struktur v přirozeném trojrozměrném prostoru a zobrazení pomocí CBCT rentgenu se nevyhnutelně stává součástí běžné praxe. V tomto úvodu k interaktivnímu přehledu CBCT a hybridních zobrazovacích systémů pro zubní lékařství vám představíme několik důležitých atributů a parametrů, které je vhodné sledovat při výběru optimálního zobrazovacího zařízení dostupného na našem trhu.

Význam CBCT zobrazovacích systémů
S rozvojem nových technologií, postupů a dílčích oborů zubního lékařství rostou obecné nároky na přesnost v diagnostice, v plánování navržené terapie či protetického řešení a samozřejmě při samotném ošetření. Obecný trend moderního zubního lékařství vedoucí k minimální invazivitě zákroků a eliminaci fyzické a psychické zátěže a rizik pro pacienta, udává směr, kterým se ubírají nové technologie. V rámci radiodiagnostiky jsou jednou z moderních technologií tohoto trendu právě CBCT přístroje, o kterých se také hovoří jako o 3D rentgenech. Vyšetření pomocí CBCT se stává běžnou součástí moderních postupů v plánování implantologického ošetření včetně jeho protetické fáze nebo např. v endodoncii. Dosud využívané technologie 2D (OPG či ceph) zobrazení nebyly a nejsou schopny poskytnout pro některé druhy ošetření či plánování terapie diagnosticky dostatečně hodnotná a přesná data. 2D systémy (panoramatické rentgeny) nenabízejí díky použité technologii tvarovou a rozměrovou přesnost, kterou disponují výstupy z moderních CBCT zobrazovacích systémů. Zobrazení struktur v měřítku 1:1 s možností přesného měření rozměrů a vzájemných poloh sledovaných prvků představuje zásadní krok k nové éře diagnostiky a plánování zákroků. Příkladem je např. možnost stanovení přesné šířky a výšky alveolu či přesné polohy mandibulárního kanálu nebo možnost stanovení přesného tvaru a délky kořenového kanálku. Informace, které CBCT vyšetřením získáte, jsou často naprosto klíčové pro úspěch a bezpečnost vašich zákroků.

Technologie CBCT
Výpočetní tomografie (Computed Tomography) 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 (Cone Beam Computed Tomography) přístroje jsou založené na stejném principu jako první a všechny současné „nemocniční“ MSCT přístroje. Využívají však jiný tvar paprsku a senzoru. První CBCT systém na světě (NewTom 9000) byl představen a instalován v Itálii v roce 1996. Od té doby ušel vývoj těchto systémů velmi dlouhou cestu. Diagnostické možnosti se významně rozšířily, expoziční dávky se naopak redukovaly. Tradiční medicínské (nemocniční) CT (Multi Slice – MSCT) skenery využívají RTG paprsek ve tvaru vějíře (Fan Beam) a relativně úzký detektor či multidetektor. Okolo snímaného objektu rotují v tzv. helikálním profilu. U CBCT skenerů je naopak využívané RTG záření ve tvaru jehlanu (nicméně tým, který tuto technologii v roce 1996 uvedl na trh, označil tvar svazku paprsků jako kužel angl. Cone, proto tedy Cone-Beam) a detektorem je čtverec. Tradiční MSCT okolo pacienta rotují mnohokrát, u CBCT systému postačí jedna 180°, 360° případně 270° rotace. Hlavními výhodami CBCT oproti MSCT pro dentální a maxilofaciální využití jsou výrazně nižší dávka záření, rychlejší vyšetření, cenová dostupnost, podstatně lepší rozlišení a zobrazení více detailů. Nevýhodami jsou zejména nižší dynamický rozsah snímačů s tímto související neschopnost zobrazit kvalitně měkké tkáně a neschopnost „zobrazit“ tzv. Hounsfieldovy jednotky (HU) jako je tomu u MSCT. Přepočet na HU a určení třídy kvality kosti je však možný z „grayscale“. Současné CBCT systémy jsou tak určeny zejména pro čelistní chirurgii, implantologii, endodoncii a ortodoncii. Nové využití nacházejí v ORL i ortopedii.

Hybridní zobrazovací systémy
Panoramatický rentgen poskytuje tzv. zonogramy - jedná se tedy a zonograf. CBCT (či samozřejmě MSCT) poskytuje tzv. volumetrická data, ze kterých lze generovat tomogramy, zonogramy i virtuální 3D zobrazení.
Hybridní systém jsou dva přístroje v jednom. Hybridní přístroj kombinuje CBCT rentgen s panoramatickým rentgenem. (Pozor, existují panoramatické rentgeny, tedy zonografy, které mají možnost poskytovat i tomogramy. Jedná se nejčastěji o technologii zvanou tomo-syntéza. S možnostmi diagnostického využití volumetrických dat získaných CBCT vyšetření je však nesrovnatelná.)
Hybridním systémem je nejčastěji systém disponující samostatným senzorem (tzv. FPD – Flat Panel Detector) pro CBCT vyšetření a samostatným senzorem pro OPG (či cephalo) vyšetření. Pro získání volumetrických dat i pro získání 2D zonogramu (OPG či cephalo) je možná samostatná expozice (vyšetření).
Na trhu nalezneme i přístroje disponující pouze FPD senzorem pro CBCT vyšetření, který je možné využit i pro samostatné snímání 2D. I v tomto případě je pro získání volumetrických dat i pro získání 2D zonogramu (OPG či cephalo) možná samostatná expozice (vyšetření). Podle našich informací byl prvním hybridním zobrazovacím systémem 3 v 1, tedy samostatným CBCT, panoramatickým rentgenem a cephalostatem uvedeným na trh, přístroj Vatech Picasso Trio v roce 2005. Pokrok v tomto segmentu trhu se však nezastavil. 2D zonogram ve smyslu typického OPG či cephalo snímku lze samozřejmě vygenerovat i z volumetrických dat, tedy z tzv. klasického CBCT systému. Nicméně zejména proto, že radiační zátěž při CBCT skenování je cca 10 x vyšší než u 2D skenování, je pouze pro účely 2D diagnostiky jednoznačně vhodnější k tomu určené 2D vyšetření panoramatickou funkcí hybridního systému nebo samostatným panoramatickým rentgenem. Za předpokladu, že u pacienta je využití volumetrických dat rovněž indikováno, a že je výstup z CBCT systému dostatečný, stačí pro získání přehledného OPG snímku vygenerovat jej z volumetrických dat..
Princip CBCT, na rozdíl od 2D projekcí pomocí panoramatického rentgenu, nevyžaduje pokročilou kinematiku, proto při porovnávání hybridních přístrojů platí stejná pravidla jako při výběru kvalitního panoramatického a zároveň kvalitního volumetrického (CBCT) přístroje. Obecně lze říci, že vzhledem k odlišným požadavkům na tyto dvě skupiny přístrojů je hybridní systém kompromisem. Hybridní systémy jsou však zejména z ekonomických důvodů nejčastěji pořizovanými extraorálními rentgeny.

Zonogramy, tomogramy a 3D zobrazení
Jak již bylo výše uvedeno, výstupem vyšetření CBCT rentgenem jsou tzv. volumetrická data. Z těchto dat lze generovat 3 druhy zobrazení. Řezy (tomogramy), sumační snímky (zonogramy) a 3D rekonstrukce. Standardním a v praxi nejvyužívanějším grafickým výstupem z volumetrických dat jsou 2D řezy (tomogramy). Lze díky nim provádět nejrůznější měření, hodnotit kvalitu kosti, zobrazovat příčné či podélné řezy o různých tloušťkách v určené (libovolné) rovině, nebo lépe plánovat konkrétní druhy ošetření. Získaná a zpracovaná volumetrická obrazová data mají velmi široké spektrum uplatnění v celém oboru zubního lékařství, ale také v dalších oborech medicíny, jako např. ORL, ortopedi apod.
Jedním z mnoha přínosů CBCT vyšetření je 3D zobrazení. 3D zobrazení je velmi názornou a přehlednou formou výstupních obrazových dat, která umožňují jednoznačně pochopit jednotlivé prostorově-rozměrové vztahy dané oblasti zájmu. Tento typ zobrazení nejčastěji nalezne uplatnění při komunikaci s pacientem. Lze například zobrazit a dále pracovat s 3D modely zubních oblouků pacienta, simulovat polohu implantátů, nebo přehledně zobrazit množství a kvalitu kostní tkáně. V rámci 3D zobrazení lze jednotlivým tkáním definovat průhlednost a barvu. Je takmožné získat velmi přehledný snímek zobrazující kosti i měkké tkáně. Zde se uplatní vyšší dynamický rozsah přístroje (viz dále v textu).

Atributy, parametry pro výběr CBCT
Pro možnost vašeho základního porovnání jednotlivých produktů prezentovaných v tabulkovém interaktivním přehledu vybíráme některé stěžejní atributy CBCT zobrazovacích systémů, k nimž jsme získali v rámci systému jednotného dotazování výrobců a distributorů autorizované informace.

Jedním z nejdůležitějších mnohdy rozhodujících parametrů je FOV (Field of View neboli velikost zobrazovacího pole). U Cone-Beam systémů se jedná o rozměr kužele, resp. válce vyzařovaných rentgenových paprsků, tedy průměr a výšku. Výběr nejoptimálnějšího průměru je velmi diskutovaným tématem mezi jednotlivými specializacemi využívající 3D systémy. Pro zachycení celé čelisti dospělého pacienta je bezpochyby potřeba průměr FOV okolo 11 cm.
FOV nedefinuje rozměr senzoru pro CBCT vyšetření. Ten je ve většině případů větší o cca 30% než parametr FOV. Pouze koncepčně starší systémy (s tzv. Image Intesifier), které v tabulkovém přehledu neuvádíme, mají senzor menší než je udávané FOV. Hodnota velikosti FOV určuje do značné míry využitelný rozsah diagnostických možností přístroje. Např. u velikosti FOV 11 x 8 lze díky průměru 11 cm zachytit celou čelist (bez TMK) u dospělého muže a zůstává i malý prostor pro chybu v polohování pacienta, což urychlí práci. Výška objemu 8 cm je dostatečná na zachycení obou čelistí. Výška 5 cm je dostatečná pro jednu čelist (na výšku). FOV s průměrem 14 cm zachytí s potřebnou rezervou čelisti i s klouby. Zajímavou funkcí je možnost volby z několika přednastavených velikostí FOV, která nám umožní vybrat nejvhodnější hodnotu z pohledu efektivity a kvality získaných obrazových dat. Některá zařízení využívají pro zvětšení tzv. stitchingu, tedy softwarového „sešití“ volumetrických dat získaných několika samostatnými vyšetřeními. Jedná se o přístroje, které často disponují menším (a tedy levnějším) FPD senzorem. Existují tedy systémy, které maximálního udávaného FOV dosáhnou pouze pomocí stitchingu. V tabulce uvádíme u přístrojů FOV bez stitchingu a FOV se stitchingem. Je potřeba si uvědomit, že stitching je časově náročný a snižuje kvalitu obrazového výstupu. Mezi přístroji jsou rozdíly i mezi principem „sešívání“ a snadnosti či časové náročnosti pro obsluhu a pacienta. Principiálně je snazší navyšovat výšku válce (FOV) než jeho průměr. Náročný radiolog či lékař by měl určitě zvažovat spíše větší FOV bez tzv. stitchingu.

Tzv. bitová hloubka určuje počet odstínů šedé, který je přístroj schopen zachytit. Jedná se o parametr, který hraje podstatnou roli u detailních snímků, kde je nezbytné sledovat malé oblasti s výraznějším zvětšením. Vyšší bitová hloubka obrazu dokáže znázornit mnohem větší počet odstínů šedé a zpřesnit tak zobrazení jemných a velice malých struktur. Pro názornost lze uvést, že např. 8bitová hloubka nabízí zobrazení 28, tj. 256 odstínů šedé. Naproti tomu 16bitová hloubka dokáže zobrazit 216, tj. 65 536 odstínů šedé. Na výsledném snímku je rozdíl v kvalitě obrazových dat v hloubce 12 bit a 16 bit i pro laika poměrně výrazný. Pro reálné využití benefitu vyššího dynamického rozsahu senzoru je však nutné použití kvalitního monitoru, ideálně s funkcí kalibrace. Jen tak je možné zobrazení i nejjemnějších detailů a prokreslení jemných struktur v detailním zvětšení. 

Voxel je objemový pixel. Čím je menší voxel, tím tenčí řezy lze zobrazovat. Pokud je např. velikost voxelu 150 µm, lze zobrazovat řezy maximálně 150 µm tenké. Teoreticky umí přístroje dosáhnout velmi nízkých hodnot velikosti voxelu, neboť se jedná o hodnotu generovanou softwarem. Je proto třeba velikost voxelu dát do souvislosti s velikostí ohniska, počtem odstínů šedé, kvalitou samotného senzoru (hodnoty MTF a DQE) a v neposlední řadě též kvalitou softwarových algoritmů (tedy i zkušeností výrobce), které mají významný vliv na celkovou diagnostickou hodnotu. 
Systémy většinou umožňují nastavovat výslednou velikost voxelu dle diagnostické potřeby v rozsahu typicky od 150 µm do 300 µm. Pro vyšší požadované rozlišení (150 µm a nižší) je zapotřebí i vyšší expoziční dávka a tedy i čas expozice. Ten může paradoxně způsobit snížení kvality snímků v důsledku pohybu pacienta. Čím déle totiž pacient musí vydržet během expozice nehybný, tím pravděpodobnější je, že se mu to nepodaří. U mnoha přístrojů souvisí volba velikosti voxelu s nastavením velikosti FOV. Některé přístroje umožňují nejvyšší deklarované rozlišení pouze u menších FOV.
Stabilita pacienta během fáze skenování je klíčová pro maximalizaci diagnostického potenciálu přístroje. Přístroje se dělí do tří skupin:

  • přístroje, kde pacient při snímání leží 
  • přístroje, kde pacient při snímání stojí nebo sedí 
  • přístroje, kde pacient při snímání sedí 


Komfort pacienta v průběhu vyšetření a jeho dostatečná fixace, ale také relaxace vedou k výrazně lepším výsledkům. Je tedy potřeba tuto fázi vyšetření nepodceňovat! Polohování pacienta může probíhat dvěma způsoby. Buď tváří v tvář, tedy kdy obsluha stojí naproti pacientovi a snadněji tak jeho polohu nastavuje nebo přes zrcadlo, kdy je pacient otočen směrem do zrcadla a obsluha upravuje jeho polohu zezadu pohledem do zrcadla. U systémů s ležícím pacientem je polohování nejsnadnější. 
Většina hybridních systémů umožňuje rozšíření o cephalostat. Pro některá pracoviště je vhodná verze cephalostatu se samostatným senzorem pro jednodušší a rychlejší práci při snímkování. Pro vyšší pořizovací náklady tohoto řešení řada pracovišť ocení ekonomickou stránku využití jednoho univerzálního senzoru pro panoramatické i cephalometrické snímání. Ne všechny přístroje dávají zákazníkům tuto volbu. Možnost vybrat si přístroj s jedním či dvěma senzory může být pro pracoviště využívající k práci cephalostat dalším rozhodujícím parametrem. U přístrojů se samostatným senzorem pro cephalostat je zajímavá také informace o typu a rozměru cephalo senzoru. Některé přístroje využívají technologii skenování pomocí standardního lineárního senzoru, jiné přístroje nabízí velkoplošné FPD senzory, které umožňují pořízení tzv. OneShot cephalo snímků s výrazně kratšími expozičními časy. Rozdíl je následně patrný také na pořizovací ceně, kdy se projeví vliv cenově náročných FPD cephalo senzorů. Pokud pracoviště nakupuje přístroj bez cephalostatu, ale v budoucnosti rozšíření plánuje, je potřeba vědět, že již ve fázi pořízení verze bez cephalostatu by měli učinit rozhodnutí o budoucí konfiguraci a počtu senzorů.

Závěrem
Nabídli jsme vám, v podobě prezentovaných atributů či parametrů CBCT zobrazovacích systémů, určité základní vodítko pro vaši orientaci a výběr vhodného zařízení. Stejně jako u každého jiného produktu, také při výběru CBCT zobrazovacího systému, je ideálním řešením sloučit porovnání některých důležitých parametrů a vlastností s vlastní zkušeností s ovládáním, ergonomií, designem i výslednými obrazovými daty konkrétního zařízení. Dobří prodejci této techniky vám dnes již zcela samozřejmě nabídnou představení poptávaných modelů s odborným komentářem a ukázkou obrazových dat získaných a zpracovaných daným zařízením. Věříme, že námi představený komplex základních parametrů a vlastností těchto zařízení, vám pomůže v lepší orientaci a výběru vhodného produktu z tohoto segmentu trhu.

 

Libor Kokšal

00
00
TISK STÁHNOUT PDF
X
... content ...

Při poskytování služeb nám pomáhají cookies. Používáním webu s tím vyjadřujete souhlas. Více informací

OK