Quo vadis digitale dentale (Volumen)

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J
k
Fortbildung – Neue Technologien
Quo vadis digitale dentale (Volumen-) Radiografie?
Entwicklung und Funktionsweise
Die Röntgenuntersuchung, von Wilhelm Konrad
Röntgen 1895 entdeckt und nach ihm benannt,
ist die älteste Methode, Bilder aus dem Inneren
des menschlichen Körpers zu erzeugen.
In der Röntgenröhre werden elektromagnetische
Wellen – die Röntgenstrahlen – erzeugt, welche
die Eigenschaft haben, Gewebe (Haut, Muskeln,
Knochen) zu durchdringen, wobei sie je nach
Dichte des Gewebes unterschiedlich absorbiert
werden. Die aus dem Körper als Schwächungsprofil austretenden Strahlen erzeugen dann auf
dem Röntgenfilm durch Veränderung einer Silberbromidschicht (resp. Schwarzfärbung bei Belichtung) oder durch Erzeugung eines digitalen
Signals, das entsprechend der ankommenden
Strahlungsintensität unterschiedlich stark ausfällt [61], ein 2-dimensionales Bild. Auch beim
digitalen Röntgen erfolgt die Erstellung der
Röntgenaufnahme wie zu Konrad Röntgens Zeiten, und es gelten hinsichtlich der strahlenphysikalischen Überlegungen (Objekt-Film- bzw.
Film-Fokus-Abstand, Einfallswinkel der Strahlung, Abstands-Quadrat-Gesetz) die gleichen
Grundsätze wie bei der analogen Röntgentechnik. Die Strahlenexposition für intraorale Auf-
nahmen ist durch die Digitalisierung deutlich zu
reduzieren [40]. Bei Aufnahmetechniken, die mit
Verstärkerfolien (z. B. OPG) arbeiten, ist die Dosisreduktion geringer.
Die Entwicklung der digitalen Radiografie begann vor über 20 Jahren mit der Speicherfolienradiografie. Ein Strahlenbild trifft auf eine spezielle Speicherfolie (speicherfähiges Material = mit
Europium dotierte Bariumhalogenidkristalle,
BaFBr:Eu2+), wodurch Elektronen im Kristallgitter energetisch angehoben werden und in sogenannten Traps (latentes Bild) verbleiben. Beim
Auslesen wird die gespeicherte Energie durch
stimulierte Lumineszenz frei, mittels eines Photomulitipliers detektiert, verstärkt und digitalisiert, was mit einem gewissen Arbeits- und Zeitbedarf verbunden ist.
Mittlerweile ermöglichen jedoch Systeme mit
Flachbilddetektoren durch primäre Sensortechnik, die unterschieden werden können in direkte
und indirekte Systeme, das fertige Röntgenbild
innerhalb weniger Sekunden auf den Betrachtungsmonitor anzusehen und auszuwerten.
Indirekte Systeme
• DLR (Digitale Lumineszenzradiografie)
• Selendetektor
• Szintillator mit CCD-Kamera
• Szintillator mit Fotodiode und TFT-Panel
Direkte Systeme
• Fotoleiter + TFT-Panel
Bei der indirekten Technik erfolgt die Transformation der Röntgenstrahlung in elektrische
Signalinformation durch Zwischenschaltung eines Leuchtschirms. Das Abbild wird durch eine
Optik (optische Linsen, Fiberoptik, auch Bildverstärker) verkleinert und zum CCD-Detektor
(Charge Coupled Device), der in diesem Fall
Licht in elektrische Signale umwandelt [62]. Die
notwendige Verkleinerung führt zu einer Re-
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Die Digitalisierung in den bildgebenden radiologischen Verfahren hat sich in
der modernen Praxis in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde mittlerweile
durchgesetzt und insbesondere die 3-dimensionale Bildgebung gewinnt in
der Zahnheilkunde weiter an Bedeutung. Dies wird durch eine zunehmende
Anzahl internationaler wissenschaftlicher Publikationen zur dentalen Volumentomografie (DVT) verdeutlicht. Für die Diagnostik in der täglichen Praxis
ist die räumliche Darstellung zur Visualisierung entsprechender Strukturen
teilweise nicht mehr weg zu denken. Jedoch ist seit der Einführung der
digitalen Techniken die Strahlenbelastung für den Patienten trotz geringerer
Einzeldosen teilweise stark gestiegen, wie neue Studien belegen. Deshalb
ist die Indikation eines diagnostischen Röntgenbildes – 2- oder 3-dimensional – streng zu stellen. Allein die Möglichkeit, eine räumliche Darstellung
eines interessierenden Areals zu machen, sollte und darf nicht den Ausschlag
geben. Dies ist in den gesetzlichen Bestimmungen (RöV) klar definiert.
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S. Bürklein, J. Rathje, P. Jöhren
Münster
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Zahnm_
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Abb. 1 Aufbau und Funktionsweise von Detektoren.
Abb. 2 Schwärzungskurven Speicherfolie/FFS.
duktion der am Detektor ankommenden Photonen und damit zu einer Verschlechterung des
Signal-Rausch-Verhältnisses (Signal-to-NoiseRatio = S/N-Verhältnis) sowie einer niedrigen
Quanteneffizienz (DQE = Detective Quantum Efficiency). Zusätzlich kann es durch die Verwendung einer Optik zu Verzeichnungen kommen.
Das thermische Rauschen kann durch Kühlung
verringert werden.
Alternativ sind auch bei der indirekten Technik
TFT-Detektoren (TFT = Thin Film Transistor) verfügbar. Hier wird die Röntgenstrahlung zunächst
in einer Szintillatorschicht (z. B. GadolimiumOxysulfit oder Cäsiumiodid) in optische Signale
umgewandelt [62].
Bei der direkten Sensortechnik findet ein primär
röntgenstrahlenempfindlicher Sensor Anwen-
dung. Die Röntgenstrahlen werden in der Schicht
aus amorphem Selen direkt in elektrische Ladung umgewandelt und wandern durch die angelegte Spannung senkrecht zur Oberfläche der
Selenschicht bzw. zum TFT-Array. Die in elektrische Signale umgewandelten Informationen
werden im Anschluss zu einem Monitorbild verarbeitet (Abb. 1).
Eine digitale 2-D-Aufnahme wird immer in Pixeln (PIcture matriX ELements) dargestellt, das
bedeutet einzeln voneinander unabhängige quadratische Anteile. In Analogie zur Körnung des
analogen Röntgenfilms ist das Auflösungsvermögen umso besser, je kleiner die Pixelgröße ist.
Auflösungen von bis zu 20 Linienpaaren pro Millimeter sind heute bei intraoralen Sensoren theoretisch möglich.
Im Gegensatz zur analogen Technik, bei welcher
der Film sowohl als Bildempfänger und Präsentationsmedium gleichzeitig fungiert, ist bei der
digitalen Röntgentechnik eine Trennung der
Einheit von Bildempfänger und Betrachtungsmedium realisiert worden. Hierdurch sind ein
gleichzeitiges Betrachten des Bildes an mehreren örtlich getrennten Arbeitsplätzen sowie ein
Nachbearbeiten problemlos möglich. Insgesamt
zeichnen sich die digitalen Festkörperdetektoren durch eine hohe Quanteneffizienz aus. Diese
beschreibt den Wirkungsgrad, mit dem auftreffende Röntgenstrahlung in ein Signal umgewandelt wird. Des Weiteren ist eine hohe Modulationsübertragungsfunktion (MTF = Modulation
Transfer Function) vorhanden, was bedeutet,
dass auch bei hoher Signalstärke eine hohe Auflösung gewährleistet ist. Damit wird die geringe
verfahrensimmanente Fehleranfälligkeit deutlich, was sich in einem linearen Dynamikverlauf
widerspiegelt.
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Weiterentwicklung zu
3-dimensionalen Verfahren
Ohne die 1917 von dem österreichischen Mathematiker Johann Radon entwickelte „Radontransformation“, welche zu diesem Zeitpunkt eine
rein mathematische Erkenntnis darstellte, ließe
sich keine zerstörungsfreie räumliche Aufnahme
eines Objekts mit seinen gesamten Innenstrukturen anfertigen [12, 60]. Als Vater der Computertomografie (CT) und somit auch der DVT gilt
Sir Godfrey Hounsfield, dem 1971 das 1. CTSchnittbild eines malignen Gehirnprozesses gelang. Die kontinuierliche Weiterentwicklung
führte zu den heute gängigen Spiral-CT, die nach
wie vor auf einem Rotations-Translations-Prinzip arbeiten [29] und Dank der fortschrittlichen
Technik nur noch geringste Bewegungsartefakte
aufweisen [72]. Mittels ringförmig angeordneter
Kristalldetektoren werden die das Gewebe passierenden Röntgenquanten registriert und als
aufgearbeitetes elektronisches Signal an einen
Computer weitergeleitet, der die 2-dimensionalen Querschnittsbilder zu 3-dimensionalen Bildern transformiert [42, 74], (Abb. 3).
Die DVT (auch CBVT = Cone Beam Volume Tomography), die speziell auf die Bedürfnisse der
zahnmedizinischen Praxis ausgerichtet ist, basiert auf einem Kegelstrahl (Cone Beam), der auf
einen Flachbildschirmdetektor trifft (Abb. 4). Die
Ortsauflösung und die Bildgröße werden von der
Anzahl und der Größe der einzelnen Bildelemente bestimmt. Die einfallenden Röntgenquanten werden im Detektor in elektrische Signale konvertiert oder direkt in elektrische Impulse umgewandelt, was bei Systemen, die auf
Selen als Konvertermaterial basieren, der Fall ist.
Mit einem 3-D-Rekonstruktionsalgorithmus
werden die ursprünglichen 2-D-Transilluminationsbilder in 3-D-Volumenbilder umgewandelt.
Das rekonstruierte Bild besteht aus bis zu 120
Mio. Voxel (= VOlumetric piXEL; Voxelgröße 70–
400 µm). Das Voxel (analog zum Pixel bei einem
normalen Bild) ist das kleinste Element der 3-DVerfahren. Es ist isotrop und deshalb können
Abb. 4 Schematische Darstellung des Funktionsprinzips der CBVT
(Quelle: Planmeca).
Längen- und Winkelmessungen 1 : 1 durchgeführt werden. Die Bestrahlung erfolgt während
des gesamten Rotations-Scans in der Regel gepulst, um eine Rotationsverzerrung zu minimieren. Dadurch wird eine tatsächlich viel geringere
Bestrahlungszeit und Dosis erreicht – abhängig
vom Gerät und dem gewählten Bildvolumen
(FOV = Field of View) zwischen 15 und mehr als
200 µSv und damit um 50–90 % geringer als bei
einem herkömmlichen Kopf-CT [53, 64, 68]. Allerdings lassen sich auch mit einer Spiral-CT
(Low-Dose-CT) effektive Dosen erreichen, die einer DVT sehr nahe kommen [64].
Die in einem Umlauf (194–360 °) aufgezeichneten Objektdetails werden aus verschiedenen
Richtungen in Abhängigkeit von ihrem Abstand
zur Zentralebene auf unterschiedliche Detektorareale projiziert, wobei sich Hochkontrastdetails (z. B. Knochen) gut und Niedrigkontrastdetails (Weichgewebe) weniger gut darstellen lassen [38]. Mit weniger Metallartefakten [1, 69]
und besserer Darstellungsqualität [33] entfallen
die klassischen Bilder einzelner Schichten wie
bei der CT. Im Röntgen wurde die DVT zuerst als
dentale DVT implementiert [54] und später in
der deutschen Gesetzgebung der Zahnmedizin
zugeordnet, weshalb bei entsprechender Fachkunde die Überweisung zum Radiologen nicht
mehr notwendig ist.
Die Scan-Zeit (Umlauf von Strahlenquelle und
Detektor) dauert je nach Gerät zwischen 5 und
24 s und die Rekonstruktionsdauer der gescannten Daten kann einige Minuten in Anspruch nehmen, was durch die gewählte Auflösung und das
Aufnahmevolumen bestimmt wird. Das FOV ist
bei der DVT durch die Gerätegröße und geometrische Restriktionen limitiert und ermöglicht
abhängig davon, Zylinder mit einem Durchmesser von 3–19 cm und einer Höhe von 3–24 cm
darzustellen. Daraus resultieren bis zu 1 Gigabyte große Datenvolumina, die teilweise in Rohund Bilddaten getrennt sind. Durch das DICOMFormat können die Bilder in entsprechende Auswertungsprogramme importiert und virtuelle
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Abb. 3 Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Spiral-Computertomografen (Quelle: Planmeca).
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Quelle Bundesamt für Strahlenschutz; veröffentlicht in: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Umweltradioaktivität und
Strahlenbelastung im Jahr 2009 (Parlamentsbericht). Deutscher Bundestag.
Abb. 5 Prozentualer Anteil der verschiedenen Untersuchungsarten an der Gesamthäufigkeit und an der kollektiven effektiven Dosis in Deutschland für
das Jahr 2009.
§ 2a Rechtfertigung [34]
(1) Neue Arten von Tätigkeiten, mit denen
Strahlenexpositionen von Mensch und
Umwelt verbunden sein können, müssen
unter Abwägung ihres wirtschaftlichen,
sozialen oder sonstigen Nutzens gegenüber der möglicherweise von ihnen ausgehenden gesundheitlichen Beeinträchtigung gerechtfertigt sein. Die Rechtfertigung bestehender Arten von Tätigkeiten
kann überprüft werden, sobald wesentli-
setzung Umwelt und Menschen vor radiologischer Strahlung zu schützen, was den Stellenwert der Dosisreduzierung – insbesondere bei
Betrachtung der relativen Häufigkeit von intraoralen Röntgenaufnahmen – deutlich macht
(Abb. 5).
Insofern sei im Zusammenhang mit 3-dimensionalen Röntgentechniken die transversale Schichtaufnahme (TSA) erwähnt, die als Zusatzfunktion
in vielen Orthopantomografen verfügbar ist. Mit
einer exzellenten Strahlenhygiene (Belastung
entspricht in etwa der eines OPG), [14, 15, 20, 66]
sind selbst komplexe Fragestellungen gut
3-­dimensional zu visualisieren. Es können die gewünschten Kieferschichten in vestibolingualer
oder vestibulopalatinaler Richtung dargestellt
und damit Abbildungen in der 2. Ebene erreicht
werden. Abhängig vom verwendeten Gerät sind
che neue Erkenntnisse über den Nutzen
oder die Auswirkungen der Tätigkeit vorliegen.
(2) Medizinische Strahlenexpositionen im
Rahmen der Heilkunde, Zahnheilkunde
oder der medizinischen Forschung müssen einen hinreichenden Nutzen erbringen, wobei ihr Gesamtpotenzial an diagnostischem oder therapeutischem Nutzen, einschließlich des unmittelbaren ge-
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HRA 3499 phG: Dr. A. Hauff. Preisänderungen und Irrtümer vorbehalten. 12ZW01
Planungen sowie Simulationen durchgeführt
werden.
Grundsätzliche Voraussetzung für jede Röntgenaufnahme ist nach § 23 der aktuellen Fassung der
Röntgenverordnung eine rechtfertigende Indikation mit der Prämisse, dass nach § 2a Absatz 2 die
„medizinische Strahlenexposition einen hinreichenden Nutzen erbringen muss“ [6, 79], (vgl. Infokasten). Das geeignete Verfahren für eine aussagekräftige diagnostische Bewertung ist unabhängig von Aspekten der Dosis primär für den Nutzen
des Patienten zu wählen und muss jeweils für die
Diagnostik, Therapieplanung und Therapiekontrolle abgewogen werden. Es gilt das ALARA-Prinzip (ALARA = as low as reasonably achievable),
[17, 18, 31].
Gesetzliche Grundlage bildet hier die Novelle der
Röntgenverordnung vom 1.7.2002, mit der Ziel-
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sundheitlichen Nutzens für den Einzelnen
und des Nutzens für die Gesellschaft, abzuwägen ist gegenüber der von der Strahlenexposition möglicherweise verursachten Schädigung des Einzelnen.
(3) Welche Arten von Tätigkeiten nach den
Absätzen 1 und 2 nicht gerechtfertigt sind,
wird durch gesonderte Rechtsverordnung
nach § 12 Abs. 1 Satz 1 Nr. 1 des Atomgesetzes bestimmt.
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ZWR_A
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verschiedene Voreinstellungen wählbar, sodass
bei korrekter Positionierung des Patienten verschiedene Schnittbilder erzeugt werden können.
Indikationen zur 3-dimensionalen
Bildgebung (CT/DVT)
Die möglichen Indikationen zur Schnittbilddiagnostik bzw. DVT in der Zahn-, Mund-, und Kieferheilkunde (CT/DVT) sind in einer S1-Leitlinie
der DGZMK formuliert worden [28, 74] und
prinzipiell in allen Teilgebieten der Zahnmedizin
einsetzbar. Sie werden entsprechend ausgelegt
und (ständig) erweitert.
Typische Indikationen für die 3-dimensionale
Bildgebung in der Zahnheilkunde sind:
• transversale Darstellung von raumfordernden oder anderen pathologischen Prozessen
im MKG-Bereich
• Kieferhöhlendiagnostik
• präimplantologische Diagnostik zur Beurteilung eines begrenzten Kieferabschnitts bezüglich Höhe und Breite des Alveolarfortsatzes sowie Kontrolle der Implantatposition
• Traumatologie
• Positionsfestlegung retinierter und verlagerter Zähne
• KFO-Diagnostik
• parodontale Erkrankungen
• Kiefergelenkserkrankungen
• Endodontie
• Kariesdiagnostik
Raumfordernde Prozesse und andere
pathologische Knochenläsionen
Eine Zyste als rundliche, glatt begrenzte, einoder mehrkammerige Aufhellung, mit dünner
röntgenopaker Begrenzungslinie in der Übersichtsaufnahme (OPG) stellt oft einen Zufallsbefund dar. Odontogene Zysten, nicht odontogene
Zysten und Pseudozysten kommen differenzialdiagnostisch infrage. Tumoren, Sarkome, Metastasen und Plasmozytome müssen bei unklarer
Abgrenzung zum umgebenden Knochen berücksichtigt werden. Die räumliche Darstellung ist
wegen des verdrängenden oder auch infiltrierenden Wachstums mit einer genauen Abgrenzung zu wichtigen anatomischen Strukturen für
die Primärdiagnostik, die Therapieplanung und
Verlaufskontrolle notwendig [23]. Die fibröse
Dysplasie sowie avaskuläre Knochennekrosen
infolge von Bisphosphonat-Therapie erweitern
den Indikationsbereich [84]. Zur Differenzierung
von Weichgewebsinfiltrationen sollte dem CT
der Vorzug gegeben werden.
Kieferhöhlen– und
Nasennebenhöhlendiagnostik
Die knöcherne Begrenzung der pneumatisierten
Lumen der Kieferhöhlen macht diese im DVT gut
sichtbar. Pathologische raumfordernde Prozesse
werden als Verschattungen, die das Lumen der
Kieferhöhlen einengen können, dargestellt. Die
Abgrenzung zur gesunden Kieferhöhle ist bei
entzündlichen, traumatischen oder durch Neoplasien bedingten Strukturveränderungen leicht
möglich, ebenso lassen sich Fremdkörper lokalisieren und identifizieren [85].
Implantatplanung/Implantation
Bei unkomplizierten Fällen kann bei diesem
Wahleingriff mit ausreichendem Knochenangebot auf ein OPG mit Messkugel oder Referenzmarker (z. B. Titanhülse) zurückgegriffen
werden. Das Ausmessen der Schleimhautdicke
mit Übertragung auf ein Planungsmodell ist
ebenfalls noch in vielen Praxen für einfache implantologische Fälle eine Alternative. Weitergehende röntgenologische diagnostische Maßnahmen (z. B. transversale Schichtaufnahme,
TSA) finden ebenfalls weite Verbreitung. Präimplantologisch sind z. B. Underwood-Septen
in der Kieferhöhle sowie die genaue Höhe des
Alveolarfortsatzes von Interesse, dazu bietet
sich die 3-dimensionale Bildgebung als Informationsgrundlage an. Sind DVT-Datensätze
vorhanden, erlauben diese bei Verwendung
spezieller Programme, z. B. Simplant® (Materialise, BE-Leuven), NobelGuide™ (Nobel Biocare,
CH-Glattbrugg), implant3D (med3D, CH-Zürich), coDiagnostiX® (IVS Solutions, D-Chemnitz), IMPLA™ 3D (Schütz Dental, D-Rosbach),
in einer sogenannten „offline-Navigation“, die
Lage der Implantate entsprechend der tatsächlichen Größe des echten Implantats zu planen.
Das Knochenangebot kann ideal ausgenutzt
werden. Computergestützt hergestellte exakte
Bohrschablonen und/oder computergestützte
Navigationshilfen sind möglich und die anatomischen Strukturen sind bekannt, was ggf.
notwendige Augmentationsmaßnahmen erleichtert, das operative Risiko senkt [57] und
präoperativ die Therapieentscheidung beeinflusst [13]. Daraus resultieren kürzere und
atraumatischere Operationen [19, 81]. Computergestützte und navigierte Implantationen
über z. B. stereolithografische Modelle gehen
mit einer hohen Erfolgsrate einher (> 96 % über
3 Jahre), wobei mit einer durchschnittlichen
linearen Abweichung apikal und/oder an der
Implantatschulter von bis zu 1,57 ± 0,97 mm
und einer Differenz in der Angulation von bis
zu 7,9 ° ± 4,7 zu rechnen ist [16, 77].
Dabei sind in dieser Studie die Abweichungen
weder vom Operateur abhängig, noch ist eine
Lernkurve zur Fehlerreduktion feststellbar gewesen. Die geringsten Deviationen sind bei
zahngetragenen Schablonen zu verzeichnen,
während bei knochen- oder schleimhautgetragenen Schablonen keine signifikanten Unterschiede feststellbar waren [59].
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Tab. 1 Auswahl einiger aktueller Volumentomografen I.
ProMax 3D
Planmeca
Accuitomo
Morita
I-Cat
Imaging Sciences
NewTom VGi
QR
Galileos (comfort)
Sirona
PaX Reve 3D
Vatech/E-Woo
Grundfläche [m]
1,5 x 1,6
1,6 x 1,2
1,0 x 1,2
1,25 x 1,5
1,8 x 1,8
2,1 x 1,8
Mit Pan/Ceph
ja
(separater Sensor)
nein
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja
(separater Sensor)
Sensortyp
Flachbild-Detektor
Linien-detektor
Flachbild-Detektor
Flachbild-Detektor Flachbild-Detektor
Voxelgröße, [mm]
0,1–0,4
0,08
0,125/0,2/0,4
0,125–0,32
0,15–0,3
0,08–0,25
Feldgröße (Zylinder) [cm]
8 x 8/8 x 5/5 x 4
(zusammengesetzte Volumen
bis 14 x 10,5 x 13)
variabel
4 x 4–17 x 12
variabel bis 17 x 23
(extended FOV)
15 x 15
variabel bis 15 x 15
variabel 5 x 5 bis 15 x 15
(extended FOV 15 x 19)
Scanzeit [s]
18
17
5/8,9/26,9
24
14
15–24
gepulste Röntgenstrahlen
ja
ja
ja
ja
ja
ja
Flachbild-Detektor
Iluma
Kodak
KaVo 3D eXam
KaVo
Veraviewepocs 3D
Morita
Scanora 3D
Soredex
SkyView
My-Ray
CB MercuRay
Hitachi
Grundfläche [m]
1,1 x 1,4
1,16 x 1,22
1,3 x 1,5
1,5 x 1,1
1,5 x 2,4
2.0 x 1.9
Mit Pan/Ceph
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja (im Gerät
integriert)
ja (im Gerät
integriert)
ja (aus Daten
rekonstruiert)
ja (aus Daten
rekonstruiert)
Sensortyp
Flachbild-Detektor
Flachbild-Detektor Flachbild-Detektor
Flachbild-Detektor Flachbild-Detetor
Linien-detektor
Voxelgröße [mm]
0,09/0,2/
0,3/0,4
0,125/0,3/
0,4
0,13/0,2
0,1–0,5
0,096–0,144
0,14/0,2
Feldgröße (Zylinder), [cm]
variabel bis 19 x 24
variabel bis 23 x 17 4 x 4, 4 x 8, 8 x 8
6 x 6 bis 13x14,5
7 x 7, 11 x 11
5 x 5–19 x 19
Scanzeit [s]
20
5, 8,5–24 (high)
9,4
10–26
10/15/20
10
gepulste Röntgenstrahlen
ja
ja
ja
ja
ja
nein
Die 3-dimensionale Diagnostik erlaubt die Evaluation zur „flapless implantation“ [57], die aufgrund
günstigerer Wundheilungsvorgänge von einigen
Autoren konsequent in komplexen Fällen kombiniert mit endoskopischer Unterstützung gefordert
wird [58]. Die durch eine räumliche Planung gewonnene Sicherheit in der Planung und Umsetzung der Implantation ist allerdings mit Kosten
verbunden, die der Patient zusätzlich zu tragen hat.
Traumatologie
Das DVT wird in der Regel bei einem Patienten
infolge eines Traumas im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich nicht als primäre Röntgendiagnostik Einzug halten, weil zum Ausschluss weiterer
kranieller Schäden (Forensik) das CT mit seinen
Möglichkeiten, unabhängig von der Detektorgröße den zu untersuchenden Bereich zu wählen, im Vorteil ist.
Retinierte und verlagerte Zähne
Die 3-dimensionale Lagebeziehung von wichtigen anatomischen Strukturen zu impaktierten
und verlagerten Zähnen weist gegenüber der Panoramaschichtaufnahme (PSA) Vorteile auf [11,
56, 63, 73, 81]. Das Risiko einer reversiblen Sensibilitätsstörung (N. alveolaris inferior) bei der
Weisheitszahnentfernung wird mit 0,4–13,4 %
angegeben, dauerhafte Schäden mit 0,2–1 % [44,
71]. Die erreichbare Risikominimierung muss
bei der Wahl des diagnostischen Hilfsmittels in
Betracht gezogen werden.
Kieferorthopädie
Mit der Generierung der räumlichen Bilder sind
viele kieferorthopädische Fragestellungen gut zu
beantworten [32]:
• Diagnostik von Anomalien des Zahnbestands
• Diagnostik von Anomalien und Dysplasien
der Zahnwurzeln
• differenzialdiagnostische Bewertung von
Zahndurchbruchsstörungen
• Topografie retinierter und verlagerter Zahnkeime [65]
• Darstellung des peridentalen Knochenangebots zur prognostischen Bewertung geplanter Zahnbewegungen
• Diagnostik craniofazialer Fehlbildungen
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Tab. 2 Auswahl einiger aktueller Volumentomografen II.
In der KFO handelt es sich in der Regel um junge
Patienten, die ein erhöhtes Risiko haben, einen
Folgeschaden durch ionisierende Strahlen zu erleiden. Eine strikte Indikationsstellung ist deshalb zwingend notwendig, gerade weil die Evidenz für den höheren Nutzen des DVT noch
nicht vorliegt [36].
Parodontologie
Parodontale Erkrankungen lassen sich mit einem
DVT gut darstellen, weil sich im sonst üblichen
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Tab. 3 Effektive Dosis bei unterschiedlichen Röntgentechniken.
Zahnfilm
OPG
DVT
low dose CT
Effektive Dosis
≤ 0,01 mSv
0,04–0,07 mSv
2,1± 2,75 mSv
entspricht
0,1–4,0 mSv
7,88 ± 3,34 mSv
entspricht
2–11 mSv
Literatur
[4]
[4, 25, 40, 42]
[45, 46, 47, 53, 68,
69, 75]
[4, 25, 45, 50, 64,
67]
Tab. 4 Dosis und stochastisches Risiko einer tödlichen Krebserkrankung bei
unterschiedlichen Röntgentechniken.
Technik
Effektive Dosis
[µSv]
Risiko eines tödlichen
Krebs (pro Million)
Literatur
Intraorale Aufnahme
1–8,3
0,02–0,6
[2, 7, 15, 24]
Anteriore Maxilla okklusal
8
0,4
[15]
Panorama
3,85–30
0,21–1,9
[10, 15, 20, 41, 82]
Laterale Cephalometrie
3
0,34
[21, 26, 49, 80, 82]
TSA
1–189
1–14
[14, 15, 20, 66, 84]
CT UK
364–1202
18,2–88
[15, 21, 66]
CT OK
100–3324
8–242
[15, 21, 66]
Zahnstatus (Summationsaufnahme) die knöchernen Defekte nicht in 1-, 2-, oder 3-wandige
Knochendefekte einteilen lassen [17, 51]. Die
Quantifizierung der Defekte [52, 78] sowie die
operative Planung werden bereits präoperativ
möglich. So lässt sich beispielsweise auch die
Qualität potenzieller prothetischer Pfeiler eruieren. Furkationsbefall, resorptive Veränderungen
und/oder periapikale Befunde können die prothetische Planung beeinflussen.
Kiefergelenk
Resorptionen, hyperplastisches Wachstum und
insbesondere erosive arthritische Veränderungen oder andere Anomalien der Kondylen – also
knöcherne Strukturen – können weitestgehend
überlagerungsfrei visualisiert werden [1, 8, 30,
37, 39]. Deshalb ist das DVT den klassischen Aufnahmetechniken nach Parma oder Schüller vorzuziehen [28, 35]. Weichgewebsstukturen (z. B.
Discus artikularis) sind der Magnetresonanztomografie vorbehalten [5, 37, 85].
Abb. 6 Mittlere effektive Dosis durch Röntgen- und CT-Untersuchungen pro
Einwohner und Jahr (mSv).
Endodontie
Mittels Micro-CT/DVT lassen sich folgende Fragestellungen in der Regel eindeutig klären, da die
konventionelle Diagnostik aufgrund des Strahlengangs nicht immer zu eindeutigen Ergebnissen führen kann [43, 55, 75, 76]:
• Diagnose von Erkrankungen endodontischen
oder nicht endodontischen Ursprungs [70
• Kanalmorphologie
• Evaluation von Wurzelfrakturen
• Analyse von internen und externen Resorptionen
• präoperative Planung
Mittels einer DVT können apikale Parodontitiden verifiziert werden, bevor sie mit konventioneller Bildgebung (Zahnfilm) zu diagnostizieren
sind [19, 46, 49, 64, 65, 89]. Ein intraoraler Zahnfilm stellt eine Summationsaufnahme dar, sodass periradikuläre Läsionen erst ab einer gewissen Defektgröße zu detektieren sind. Der Nachweis initialer, rein spongiöser Läsionen ist mit
herkömmlichen Zahnfilmen kaum möglich und
wird in mehr als einem Drittel der Fälle unterschätzt [3, 65]. Im DVT können spongiöse Läsionen hingegen gut gegen kortikale Defekte abgegrenzt werden, und der Nachweis der apikalen
Läsionen gelingt mit deutlich höherer Wahrscheinlichkeit [19, 49]. Letztlich ist die Sensitivität im Nachweis apikaler Parodontitiden deutlich höher [7, 19, 45]. Die in den meisten Studien
verwendeten Strindberg-Kriterien zum Erfolg
endodontischer Behandlungen mittels radiologischer Beurteilung des apikalen Parodonts sind
demnach infrage zu stellen.
Die Bildgebung mittels einer DVT ist jedoch gerade im Bereich von strahlendichten Objekten
(Kronen, Stiften, Wurzelfüllungen) nicht frei von
Artefakten, auch wenn diese deutlich geringer
ausfallen als bei einem CT [83]. Aufgrund der Absorption der Strahlung durch die „dichten“ Objekte kommt es zu einer Aufhärtung der Strahlung dahinter, sodass eine exakte Diagnostik in
unmittelbarer Nähe erheblich erschwert wird.
Das gilt für endodontisch therapierte Zähne
(Wurzelfüllung) ebenso wie für die Diagnostik
periimplantär.
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Kariesdiagnostik
Der Kariesdiagnostik (approximal) mit dem DVT
wird eine Sensitivität von 80 % und einer Spezifität von 96 % zugesagt, da sie ohne die störenden
Summationseffekte der Bissflügelaufnahmen
eine detailreiche Darstellung ermöglicht [27].
Auch die „hidden caries“ ist visuell sehr gut darstellbar [85]. Im Bereich von metallischen Restaurationen ist die Diagnostik durch Metallartefakte stark eingeschränkt [83]. Im Sinne der
Strahlenhygiene und mit der Möglichkeit, viele
andere verfügbare Methoden zur KariesdiagnosZWR ̶ Das Deutsche Zahnärzteblatt 2012; 121 (4)
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Fortbildung – Neue Technologien
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Quelle Bundesamt für Strahlenschutz; veröffentlicht in: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Umweltradioaktivität und
Strahlenbelastung im Jahr 2009 (Parlamentsbericht). Deutscher Bundestag.
tik nutzen zu können, sollte diesen Methoden
der Vorzug gegeben werden, wie z. B.: visuelle
Inspektion, radiologische Diagnostik (insbesondere Bissflügelaufnahmen), faseroptische Trans­
illumination, lasergestützte Kariesdiagnostik
und elektrische Widerstandsmessung.
Kritische Bewertung
Bei den vielfältigen Indikationen der 3-D-Untersuchungen und dem direkten Einfluss der Diagnostik auf die Therapieentscheidung aufgrund
besserer Planungsmöglichkeiten und sicherer
Prognostik [9] darf dennoch nicht alleine die
Möglichkeit, eine 3-D-Diagnostik durchführen
zu können, zur Entscheidungsfindung beitragen.
Die derzeitige Literatur zeigt lediglich, dass
atrau­matischere Operationen möglich sind,
ohne jedoch eine Evidenz in der Erfolgsquote belegen zu können [22, 23].
Mittlerweile bietet eine Vielzahl von Herstellern
digitale Volumentomografen an (vgl. Tab. 1, 2),
die multifunktional zu verwenden sind – sog.
All-in-one-Geräte, welche ein herkömmliches
OPG oder eine FRS (Fernröntgenseitenaufnahme) teils nur mit der Software aus dem 3-DDatenvolumen rekonstruieren können, was immer mit der erhöhten Strahlenbelastung einer
DVT einhergeht. Andere Geräte haben auswechselbare Detektoren und Sensorautomatik, sodass
die Strahlenbelastung genau der von herkömmlichen 2-D-Geräten entspricht.
Seit der Einführung der modernen digitalen
Techniken ist die kumulative Dosis bezogen auf
den einzelnen Patienten zwischen 32–422 % gestiegen [47]. Insbesondere im Rahmen zunehmender Implantatzahlen ist auch ein Ansteigen
der durchgeführten Tomografien zu verzeichnen
(Abb. 6, 7). Diese Entwicklung bei diesem oft
elektiven Eingriff muss insbesondere aufgrund
der rechtfertigenden Indikation der novellierten
Röntgenverordnung kritisch hinterfragt werden.
Bisher waren zahnmedizinische Untersuchungen zwar für mehr als 35 % aller medizinisch indizierten Röntgenuntersuchungen verantwortlich, jedoch lag der Anteil an der kollektiven Dosis lediglich bei 0,3 % [4], (Abb. 5). Damit das so
bleibt, ist die TSA für einfache und das DVT für
komplexe Fragestellungen zu empfehlen. Die
DVT liegt bezüglich der effektiven Dosis noch um
den Faktor 3–40 über dem OPG [48], (Tab. 3). Zusätzlich schwankt bei den Geräten die effektive
Strahlenbelastung für den Patienten beträchtlich, sie liegt zwischen 13 und 1073 µSv [43, 45,
46, 48]. Des Weiteren werden die Flachbildschirmdetektoren immer größer und die DVT
damit variabler einsetzbar, wobei das Risiko der
Bewegungsunschärfe mit zunehmender Expositionsdauer steigt. Das verbesserte Auflösungsvermögen (Voxelgröße unter 0,08 mm) ermöglicht zudem eine höhere Zeichnungsschärfe, was
die möglichen Indikationen potenziell inflationär erweitern und nicht limitieren könnte. Eine
strikte Indikationsstellung und ein möglichst
kleines FOV durch Einblendung sind in jedem
Falle unabdingbar, denn auch bei medizinisch indizierten Untersuchungen kann rein hypothetisch letztendlich ein einzelnes Quant eine tödliche Krebserkrankung auslösen (Tab. 4).
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Abb. 7 Häufigkeit von Röntgen- und CT-/MRT-Untersuchungen pro Einwohner und Jahr in Deutschland.
Interessenkonflikt
Kein Interessenkonflikt angegeben.
Literatur beim Autor
Korrespondenzadresse
Dr. Sebastian Bürklein
Universitätsklinikum Münster
Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
Zentrale Interdisziplinäre Ambulanz (ZIA)
Albert-Schweitzer-Campus 1, Gebäude W30
48149 Münster
E-Mail: [email protected]
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