Zastosowanie trójwymiarowej tomografii komputerowej (3D-CT) w diagnostyce zmian kostnych w obrębie twarzowej części czaszki

Transkrypt

1 2009, tom X, nr 2 (35) Maria Syryńska, Krzysztof Woźniak, Liliana SzyszkaSommerfeld Zastosowanie trójwymiarowej tomografii komputerowej (3DCT) w diagnostyce zmian kostnych w obrębie twarzowej części czaszki The use of threedimensional computer tomography (3DCT) for diagnosis of craniofacial bone lesions STRESZCZENIE Celem pracy jest przedstawienie możliwości zastosowania zdjęć wykonanych techniką trójwymiarowej tomografii komputerowej (3DCT) w porównaniu z konwencjonalnymi zdjęciami rentgenowskimi w diagnostyce i planowaniu leczenia ortodontycznego. Materiałem jest opis radiogramów 3 pacjentek ze zmianami kostnymi w obrębie twarzowej części czaszki. Zdjęcia wykonywane w technice 3D zapewniają znacząco lepszy obraz struktur części twarzowej czaszki, i tym samym bardziej wiarygodny obraz ich relacji w czaszce. Technologia 3DCT może być wykorzystana do oceny zmian u pacjentów z wrodzonymi anomaliami twarzy, asymetriami i urazami twarzowej części czaszki. Podobnie można ocenić morfologię oraz pozycję stawu skroniowożuchwowego. Ma to znaczenie nie tylko diagnostyczne, ale odgrywa także rolę w przypadkach konieczności interwencji chirurgicznej. Trójwymiarowa tomografia komputerowa stanowi uzupełnienie konwencjonalnej rentgenodiagnostyki, zaś niewątpliwe zalety w postaci mniejszej dawki promieniowania, lepszej i wyraźniejszej wizualizacji interesujących nas struktur w różnych projekcjach skłaniają do wykonywania zdjęć 3D CT w praktyce lekarza ortodonty. SUMMARY The aim of this study is to state the usefulness of dental 3dimensional computer tomography (3DCT) and compare with conventional radiograpic images in diagnosis and orthodontic treatment planning. The material includes three radiographs of patients with craniofacial bone lesions. Dental 3DCT technology provides much better and much reliable images of craniofacial region. 3DCT technology can be used to assess patients with congenital facial anomalies, asymmetries and facial injuries. The morphology and position of the temporomandibular joint can be also similarly assessed. This method is important not only in diagnosis but also in surgical therapy. Threedimensional computer tomography may be supplement of conventional roentgenodiagnostics. Dental 3DCT is useful in orthodontist practice because of lowlevel radiation and much better and much reliable visualization of craniofacial structures in different projections. Katedra i Zakład Ortodoncji Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie Kierownik: dr n. med. Krzysztof Woźniak SŁOWA KLUCZOWE zmiany kostne, tomografia komputerowa, zdjęcia radiologiczne WSTĘP KEY WORDS bone lesions, computer tomography, radiographs Początki zastosowania cefalometrii zawdzięczamy Broadbentowi, który jako pierwszy wprowadził zdjęcia cefalometryczne w stomatologii około 36 lat po odkryciu promieni rentgenowskich przez Roentgena w 1895 roku. W 1917 roku Radon pokazał wykorzystanie obrazów w projekcji dwuwymiarowej (2D) w tworzeniu trójwymiarowych struktur (3D) [1]. Hounsfield rozwinął później komputerową technikę osiowego skanowania poprzecznego i w latach wprowadził tomografię komputerową do powszechnego użycia [2]. Trójwymiarowe obrazy szkieletu są nową metodą wizualizacji stosunków struktur szczękowotwarzowych w relacji do podstawy czaszki. Wąskostrumieniowa Tomografia Komputerowa (CBCT) i powstała na jej podłożu analiza trójwymiarowa wypierają obecnie tradycyjne metody dwuwymiarowego obrazowania [3]. Obrazowanie w technice 3DCT nie jest więc metodą nową. Jednakże rozwinęło się szybko przez ostatnie 20 lat i znalazło zastosowanie zarówno w medycynie, jak i w stomatologii. Wykorzystanie zdjęć 3D m.in. w ortodoncji, chirurgii stomatologicznej, chirurgii szczękowotwarzowej obejmuje ocenę relacji zębowoszkieletowych, estetyki twarzy, pomaga w ustaleniu diagnozy oraz zaplanowaniu leczenia [4]. Trójwymiarowa analiza radiograficzna posiada wiele zalet. Badania potwierdzają mniejszą dawkę promieniowania w porównaniu z tradycyjną tomografią komputerową. Analiza 3D umożliwia przekształcanie obrazu w celu uzyskania nieograniczonych możliwości perspektyw i punktów widzenia. Czołowe i boczne zdjęcia cefalometryczne mogą być wprowadzane do każdej analizy cefalometrycznej i na ich podstawie wykonane cyfrowe pomiary. Zdjęcia wykonywane techniką 3DCT zapewniają znacząco lepszy obraz struktur twarzowej części czaszki i w ten sposób bardziej wiarygodny obraz stosunków czaszkowych, m.in. dzięki możliwości wycięcia zewnętrznych fragmentów kostnych, co zapobiega nakładaniu się pozostałych struktur. Niedoskonałość konwencjonalnych cefalogramów w postaci powiększenia obrazu zależnego od odległości między obrazowaną strukturą a filmem jest korygowana przy użyciu techniki 3DCT, w której obraz jest 25

2 2009, tom X, nr 2 (35) Ryc. 1. Widok en face twarzy pacjentki 1. Ryc. 2. Pantomogram pacjentki 1. Widoczne obustronne ogniska zagęszczenia struktury kostnej w obrębie szczęki i żuchwy. Ryc. 3. Czaszka w projekcji tylnoprzedniej (PA) pacjentka 1. kalibrowany do rzeczywistych wymiarów badanej struktury kostnej. Zdjęcia wykonywane tą techniką pozwalają na kontrolowanie kostnej morfologii szczęk. Zdjęcie trójwymiarowe zapewnia widok w projekcji frontalnej, lateralnej oraz każdej niezbędnej lekarzowi, zaś przez zmianę przejrzystości obrazu umożliwia ustalenie określonych stosunków tkanek miękkich do szkieletu. Ma to istotne znaczenie np. w planowaniu przesunięć zębowych czy chirurgii ortognatycznej. W projekcji 3D mogą zostać zobrazowane nieprawidłowości w obrębie wyrostków szczęk, takie jak zęby wyrzynające się ekotopowo, zęby zaklinowane, rozejście się brzegów kości, wgłębienie gruczołów ślinowych [3]. Zdjęcia wykonane tą techniką pozwalają na ocenę stadiów rozwoju uzębienia i wyrzynania zębów, relacji między korzeniami zębów i otaczającą kością wyrostka zębodołowego, a w przypadku zębów nadliczbowych czy zaklinowanych na ocenę ich pozycji w stosunku do innych struktur [1, 5]. Obrazy w technice trójwymiarowej pozwalają ponadto na precyzyjne określenie lokalizacji zębów trzonowych ósmych w stosunku do zatoki szczękowej czy kanału żuchwy [6]. Diagnostyka CT pozwala na planowanie zabiegów rekonstrukcyjnych np. odbudowę zanikłego wyrostka zębodołowego, czy konieczność podniesienia dna zatoki szczękowej [7]. Technologia 3DCT może być wykorzystana do oceny pacjentów z wrodzonymi anomaliami twarzy, asymetriami i urazami twarzowej części czaszki. Podobnie można ocenić morfologię oraz pozycję stawu skroniowożuchwowego [1, 8]. Trójwymiarowe pantomogramy są wyraźniejsze, gdyż pozbawione nakładającego się kręgosłupa, struktur strony przeciwnej i innych artefaktów. Dzięki projekcji 3D możliwa jest ocena zatok obocznych nosa i dróg oddechowych w płaszczyźnie 26 czołowej, strzałkowej i skośnej, co ułatwia planowanie leczenia ortodontycznego lub ortognatycznego [9]. Trójwymiarowe obrazowanie pozwala na rozległą, szczegółową ocenę pacjentów, lepszą diagnozę i planowanie leczenia ortodontycznego. CEL PRACY Celem pracy jest przedstawienie możliwości zastosowania zdjęć wykonywanych techniką 3DCT w porównaniu z konwencjonalnymi zdjęciami rentgenowskimi w diagnostyce i planowaniu leczenia ortodontycznego pacjentów z obecnością zmian kostnych w obrębie twarzowej części czaszki. MATERIAŁ Możliwości zastosowania zdjęć 3DCT w ortodoncji przedstawiono na podstawie opisu radiogramów 3 pacjentek ze zmianami kostnymi w obrębie twarzowej części czaszki. Każda z tych pacjentek zgłosiła się do Zakładu Ortodoncji PAM w celu leczenia ortodontycznego. Wykonane badania radiologiczne obejmowały zdjęcia pantomograficzne, zdjęcia czaszki w projekcji PA oraz trójwymiarową tomografię komputerową (3DCT). OPIS PRZYPADKÓW Przypadek 1. Pacjentka lat 58. Pacjentka zgłosiła się do Zakładu Ortodoncji PAM w październiku 2007 r. skierowana przez swojego lekarza stomatologa

3 2009, tom X, nr 2 (35) Ryc. 4. Rekonstrukcja 3D. Widok z przodu komputerowa tomografia spiralna pacjentki 1. Widoczne guzowate zmiany w kościach szczęk oraz kości czołowej. Ryc. 5. Rekonstrukcja 3D. Widok strony lewej komputerowa tomografia spiralna pacjentki 1. z powodu zaburzenia proporcji twarzy i jej asymetrii. W badaniu klinicznym zewnątrzustnym stwierdzono zaburzenia kształtu i wielkości żuchwy oraz szczęki, wygładzenie i powiększenie dolnego odcinka twarzy oraz obecność guzowatej zmiany, zlokalizowanej w części zębodołowej żuchwy po stronie lewej (Ryc. 1). Zdjęcie pantomograficzne (Ryc. 2) ujawnia występujące obustronnie ogniska zagęszczenia struktury kostnej w obrębie szczęki oraz żuchwy. Mają one wygląd odpowiadający obrazom spotykanym w dysplazji włóknistej odontogennej. Zmiany kostne w szczęce obejmują wyrostek zębodołowy wraz z guzami szczęki i zatoki, sięgając aż do dna oczodołów. Przebieg kanału żuchwowego jest zatarty, dodatkowo stwierdza się nierówny zarys głowy żuchwy oraz częściowe zniszczenie struktury kostnej guzka stawowego po stronie prawej (Ryc. 2). Na rentgenogramach wykonanych w projekcji PA widoczne są zmiany kostne poza szczękami występujące w obrębie oczodołów i kości czołowej. Zatoki czołowe w części przylegającej do wyrostka czołowego szczęki mają strukturę wybitnie zagęszczoną. Żuchwa w obrębie trzonu jest powiększona, a podwójny zarys trzonu od strony językowej i wargowej ukazuje jej znaczne poszerzenie (Ryc. 3). Tomogramy komputerowe w rekonstrukcji 3D obrazują wielkość i umiejscowienie guzowatych zmian w kościach szczęk oraz kości czołowej w różnych projekcjach (Ryc. 4, 5). Zdjęcia te dają znacząco lepszy i bardziej wiarygodny obraz struktur twarzowej części czaszki bez nakładania tkanek otaczających. Ponadto trójwymiarowe obrazowanie pozwala na uwidocznienie struktury powiększonej nierównomiernie kości gnykowej, której nie widać na konwencjonalnych zdjęciach rentgenowskich. Dzięki wykonanym zdjęciom rentgenowskim, zwłaszcza w technice 3DCT, możliwe było ustalenie wieloogniskowego charakteru choroby. Pacjentka pozostaje pod obserwacją w Zakładzie Ortodoncji PAM. Przypadek 2. Pacjentka lat 25. Pacjentka zgłosiła się celem konsultacji do Zakładu Ortodoncji PAM w styczniu 2008 r., przyprowadzona przez matkę (pacjentka 1). Badaniem klinicznym zewnątrzustnym stwierdzono trądzik, nadmierne owłosienie dolnego odcinka twarzy, uwypuklenie bródki, wygładzenie bruzdy wargowo bródkowej, wydłużenie szczękowego odcinka twarzy przy wklęsłym profilu (Ryc. 6). Pacjentka skarżyła się na dolegliwości bólowe stawu skroniowożuchwowego przy nagryzaniu. Na pantomogramie (Ryc. 7) widoczne są zmiany odontogenne o wyglądzie zmian okołowierzchołkowych korzeni zębów żuchwy i zagęszczenia struktury kości, upodabniając je do występujących w zespole Noonanlike multiple giantcell lesion syndrome, a także zespole Gorlina i Ramona. Na zdjęciu w projekcji PA (Ryc. 8) widoczne zmiany obejmujące wszystkie kości czaszki o największym zagęszczeniu w obrębie szczęki i żuchwy. Zmiany na tym etapie wykazują mniejszą mineralizację w porównaniu z obrazem radiologicznym u matki (Ryc. 3). Tomogramy komputerowe w rekonstrukcji 3D (Ryc. 9, 10) wykazują obecność zmian w kości żuchwy wyraźniejsze po stronie prawej i środkowej części jej trzonu oraz zmiany w innych kościach czaszki. Na zdjęciach 3DCT po stronie lewej uwidaczniają się różnice w budowie kości gnykowej 27

4 2009, tom X, nr 2 (35) Ryc. 6. Widok en face twarzy pacjentki 2. Ryc. 9. Rekonstrukcja 3D. Widok z przodu spiralna tomografia komputerowa pacjentki 2. Widoczne zmiany w kości żuchwy oraz w innych kościach czaszki. Ryc. 8. Czaszka w projekcji tylnoprzedniej (PA) pacjentka 2. Ryc. 10. Rekonstrukcja 3D. Widok strony lewej spiralna tomografia komputerowa pacjentki 2. Ryc. 7. Pantomogram pacjentki 2. Widoczne zmiany odontogenne o wyglądzie zmian okołowierzchołkowych korzeni zębów żuchwy i zagęszczenia struktury kości. 28

5 2009, tom X, nr 2 (35) u matki i córki (Ryc. 4, 10). U córki i matki zmiany są znacznie mniej wysycone w obrębie szczęk, ale kość gnykowa córki jest większa niż u matki. Obie pacjentki są obecnie pod obserwacją w Zakładzie Ortodoncji oraz Genetyki PAM. Ryc. 11. Widok en face twarzy pacjentki 3. Ryc. 12. Pantomogram pacjentki 3. Widoczna niejednorodna struktura kości żuchwy oraz asymetria w budowie trzonu i gałęzi żuchwy po stronie lewej. Ryc. 13. Zdjęcie czaszki w projekcji PA pacjentki 3. Przypadek 3. Pacjentka lat 24. Pacjentka zgłosiła się do Zakładu Ortodoncji PAM w kwietniu 2003 r. celem leczenia ortodontycznego z powodu zaburzenia symetrii twarzy. Skarżyła się na zaburzenia czynności żucia, połykania, oddychania i mowy oraz uczucie bolesności stawu skroniowożuchwowego po stronie lewej. W badaniu klinicznym zewnątrzustnym stwierdzono wyraźną asymetrię żuchwy oraz zwiększone napięcie mięśni żwaczy strony lewej (Ryc. 11). Zdjęcie pantomograficzne oraz zdjęcie czaszki w projekcji PA wykazało asymetrię budowy trzonu i gałęzi żuchwy po stronie lewej (Ryc. 12, 13). Na pantomogramie widoczna niejednorodna, z obszarami o typie matowego szkła struktura kości żuchwy po stronie lewej. Kanał żuchwy o poszerzonym świetle i nieregularnych zarysach. Analiza budowy wyrostka kłykciowego i gałęzi żuchwy po stronie lewej wykazała znaczne odchylenia od kształtu prawidłowego (Ryc. 12). Wykonane zdjęcia 3DCT (Ryc. 14) pozwalają na dokładne określenie wielkości asymetrii gałęzi żuchwy w różnych przekrojach (wskaźnik asymetrii oznaczony symbolem AAI 3DCT). Uwidaczniają morfologię oraz dysproporcje w wymiarach wyrostka kłykciowego po obu stronach żuchwy. Pacjentka pozostaje pod ciągłą obserwacją w Zakładzie Ortodoncji oraz Kliniki Chirurgii SzczękowoTwarzowej PAM. OMÓWIENIE Pacjenci ze zmianami kostnymi o typie łagodnych zaburzeń włóknistokostnych zgłaszają się do leczenia ortodontycznego z powodu asymetrii twarzy oraz zaburzeniami zgryzu spowodowanymi tą chorobą. Ze względu na znaczny przerost i asymetrię, dysplazja włóknista i inne choroby kości w obrębie twarzy budzą uzasadniony niepokój pacjenta i jego najbliższych oraz stwarzają określone trudności diagnostyczne i terapeutyczne. Choroby kości należą do zmian o niezbyt dobrze poznanej etiologii i patogenezie [1013]. Rozpoznanie zmian o takim charakterze bez wnikliwej analizy zdjęć rentgenowskich byłoby bardzo utrudnione. Trójwymiarowa tomografia komputerowa jest unikalną metodą obrazowania, ponieważ dostarcza obrazy będące kombinacją tkanek miękkich, kości i naczyń, stąd funkcjonuje jako technika mająca szerokie zastosowanie w diagnostyce zmian patologicznych, w tym asymetrii w obrębie kości szczęk [1, 3, 8]. Rentgenowskie zdjęcia pantomograficzne charakteryzują się różnym stopniem powiększenia obrazu od 10% do 30%, zamazaniem niektórych obszarów, nakładaniem się tkanek miękkich oraz zachodzeniem na siebie sąsiednich zębów [9]. Nakładanie się sąsiednich struktur uniemożliwia niekiedy interpretację stanów patologicznych. Zdjęcia wykonywane techniką 3DCT zapewniają bardziej wiarygodny obraz stosunków czaszkowych, m.in. dzięki możliwości wycięcia zewnętrznych fragmentów kostnych, co zapobiega nakładaniu się pozostałych struktur [3, 5, 7]. Wykorzystywanie zdjęć panoramicznych do obrazowania stawów skroniowożuchwowych wynika z prostoty techniki, dostępności oraz stosunkowo niskich kosztów. Jednak nie zawsze możliwe jest rozpoznanie zmian patologicznych w obrębie stawów wyłącznie przy pomocy pantomogramów. 29

6 2009, tom X, nr 2 (35) Trójwymiarowa tomografia komputerowa stanowi uzupełnienie konwencjonalnej rentgenodiagnostyki, zaś niewątpliwe zalety w postaci mniejszej dawki promieniowania, lepszej i wyraźniejszej wizualizacji interesujących nas struktur w różnych projekcjach skłaniają do wykonywania zdjęć 3DCT w praktyce lekarza ortodonty. Technologia 3DCT może być wykorzystana do oceny zmian u pacjentów z wrodzonymi anomaliami twarzy, asymetriami i urazami twarzowej części czaszki. Jednak nawet w tych bardzo ciężkich dla pacjentów przypadkach, diagnostyka 3DCT nie została objęta refundacją przez NFZ. PIŚMIENNICTWO Ryc. 14. Skan rekonstrukcji 3D w projekcji PA u pacjentki 3, widok z tyłu. Widoczna morfologia oraz dysproporcje w wymiarach wyrostka kłykciowego po obu stronach żuchwy. Dodatkowym ograniczeniem jest również to, że zdjęcia te obrazują jedynie boczną i przyśrodkową trzecią część głowy wyrostka kłykciowego żuchwy. Jeżeli więc spodziewamy się zmian patologicznych, a zdjęcia pantomograficzne dają wynik negatywny, wskazane jest wykonanie tomografii komputerowej [14]. Podobne badania z wykorzystaniem tomografii komputerowej wykonywali Closmann i wsp. [15] w diagnostyce raka żuchwy. Spiralna tomografia komputerowa jest metodą wykorzystywaną do oceny położenia w kości oraz wielkości guza. Trójwymiarowa tomografia komputerowa pozwala na uzyskanie dokładnych obrazów struktur kostnych w obszarze części twarzowej czaszki porównywalnych do konwencjonalnej tomografii, ale lepszych niż na zdjęciach pantomograficznych. W opinii autorów, zdjęcia 3DCT wyraźniej obrazują przedni odcinek żuchwy oraz pozwalają na wizualizację specyficznych obszarów szczęki i żuchwy z różnych perspektyw. Zajęcie kości żuchwy jest widoczne w konwencjonalnych technikach radiologicznych przy wykorzystaniu zdjęć pantomograficznych, jednakże rozległość guza w kości jest lepiej widoczna na zdjęciach wykonywanych techniką 3DCT. WNIOSKI Zdjęcia wykonywane techniką 3DCT pozwalają na ustalenie szczegółowych informacji dotyczących rozmiarów zmiany oraz jej precyzyjnego położenia w stosunku do struktur otaczających Chan H. J., Woods M., Stella D.: Threedimensional computed craniofacial tomography (3DCT): potential uses and limitations. Aust Orthod. J. 2007, 5, Parks E.: Computed tomography applications for dentistry. Dent. Clin. North Am. 2000, 46, Huang J., Baumann A., Mah J.: ThreeDimensional Radiographic Analysis In Orthodontics. J. Clin. Orthod. 2005, 39, Hajeer M., Millett D., Ayoub A., Siebert J.: Applications of 3D imaging in orthodontics. Part I. J.Orthod. 2004, 31, Koszowski R., ŚmieszekWilczewska J.: Postępowanie diagnostycznolecznicze z uwzględnieniem analizy obrazów TK w przypadku zatrzymanego siekacza szczęki. 2008, 2, Bouquet A., Coudert J. L., Bourgeois D., Mazoyer J.F., Bossard D.: Contributions of reformatted computed tomography in the localization of third molars relative to the maxillary sinus. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 2004, 98, Stupka M.: Wykorzystanie wizualizacji 3D w celach diagnostycznych i edukacyjnych. 2008, 2, Katsumata A., Fujishita M., Maeda M., Arii E., Langlais R.: 3D CT evaluation of facial asymmetry. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 2005, 99, Rushton V. E., Horner K.: The use of panoramic radiology in dental practice. J. of Dentistry. 1996, 24, Syryńska M., Szyszka L., Kowalczyk R., Bielawska H.: Ortodontyczne aspekty dysplazji włóknistej w obrębie żuchwy w przypadku trudnym diagnostycznie. Twój Prz. Stom. 2007, 11, Syryńska M., Szyszka L., Budzyńska A., Bielawska H.: Dysplazja włóknista kości szczęk w praktyce stomatologicznej opisy przypadków. Onkol. Pol. 2008, 1, Syryńska M., Szyszka L., Post M.: Wykorzystanie zdjęć radiologicznych do oceny wielkości asymetrii w żuchwie za pomocą wskaźnika AAI na podstawie opisu zdjęć jednego pacjenta. Pol. J. Radiol. 2008, 3, Syryńska M., Szyszka L., Post M.: Zastosowanie wskaźnika asymetrii w ocenie wielkości żuchwy w przypadku trudnym diagnostycznie. Ann. Acad. Med. Stetin. 2008, 1, Dahlstrom L., Lindvall A.M.: Assessment of temporomandibular joint disease by panoramic radiography: reliability and validity in relation to tomography. Dentomaxillofac. Radiol. 1996, 25, Clossman J., Schmidt B.L.: The Use of Cone Beam Computed Tomography as an Aid in Evaluating and Treatment Planning for Mandibular Cancer. J. Oral Maxillofac Surg. 2007, 65, Adres do korespondencji: Katedra i Zakład Ortodoncji Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie Szczecin, al. Powstańców Wlkp. 72