Indicazioni per un uso consapevole della CBCT in odontoiatria

La radiologia è essenziale in ambito odontoiatrico e maxillo-facciale per individuare la presenza e il grado della patologia presente; svolge inoltre un ruolo determinante nella pianificazione del trattamento, nel monitoraggio della progressione della malattia e nell’efficacia del trattamento. L’odontoiatra, per poter sfruttare al meglio l’imaging ottenuta da un esame CBCT (Cone Beam Computed Tomography), deve avere delle linee guida da seguire. Questo articolo si propone lo scopo di aiutare il clinico, illustrando le nozioni base sulla radiazione ambientale e argomenti connessi e sulle indicazioni cliniche alla prescrizione dell’esame tomografico. 

Parole chiave: CBCT, dose radiogena, cefalometria 3D, elementi inclusi, pianificazione implantare virtuale.

 

Concetti di radioprotezione

Dose radiogena
Uno degli obiettivi della radioprotezione è stato quello di quantificare l’azione delle radiazioni ionizzanti sul corpo umano. L’unità di misura della dose assorbita dalla materia a seguito dell’esposizione alle radiazioni ionizzanti è il Gray (Gy)=1joule x kg di materia. Per una misura degli effetti biologici dovuti alla dose di radiazioni assorbita, è stato introdotto il concetto di dose equivalente che tiene conto dell’effetto dannoso calcolato in Sievert (Sv). Viene utilizzato più frequentemente il milliSievert (mSv)=0.001 Sv o il microSievert (mSv)=0.001 mSv. Tutti i giorni ogni persona vivente è esposta a radiazioni, provenienti indicativamente da sorgenti naturali dell’ambiente o da apparecchiature elettromedicali. Per cui si introduce il concetto di radiazione ambientale.

Radiazione ambientale
La radiazione ambientale o “radiazione di fondo” è suddivisa in:

• esposizione esterna, data dalla somma dei raggi cosmici 0.4 mSv e dei raggi gamma terrestri 0.5 mSv; in questo caso si parla di irradiazione. Per la maggior parte i raggi cosmici sono assorbiti dagli strati più alti dell’atmosfera. Il livello di dose aumenta con l’altitudine, al ridursi dello spessore d’aria che fa da schermo: a 10.000 m di altitudine l’esposizione è 10 volte più elevata rispetto al livello del mare. Quando si effettua un viaggio intercontinentale si è esposti a circa 5 mSv/h;

• esposizione interna, con inalazione (1.2 mSv) e ingestione (0.3 mSv) di Radioisotopi, e in questo caso si parla di contaminazione interna, mentre la radiazione interna è dovuta all’ingestione (1.3 mSv) e all’inalazione (0.3 mSv) di radioisotopi, in particolare il Radon. All’esterno il Radon e i suoi prodotti di decadimento sono diluiti nel grande volume dell’atmosfera e quindi la loro concentrazione è bassa. All’interno degli edifici la concentrazione del Radon tende ad aumentare, e dipende da una serie di fattori: la concentrazione di Radon nel gas che fuoriesce dal suolo, la tipologia edilizia, il contenuto di Radon nelle acque impiegate per usi domestici, l’emanazione di Radon dai materiali da costruzione. È proprio per questo ultimo punto che la radiazione dovuta al Radon varia a seconda della regione in cui ci troviamo ed è, inoltre, condizionata dalle condizioni metereologiche.

Il totale della radiazione ambientale annuale è pari a 2.4 mSv=2400 mSv annui (Commissione Europea 2001).

Radiazione “medicale”
Alla luce di quanto esposto, in qualità di clinici dobbiamo confrontarci con il concetto di radiazione medicale; infatti l’uso di sorgenti radiogene da parte del clinico è accompagnato dalla responsabilità di assicurare al paziente una seria valutazione costi/ benefici nel richiedere l’esame tomografico a fascio conico, rispondendo ai principi di giustificazione e ottimizzazione (art. 3-4 del Decreto Legislativo n.187/2000), per il quale vige il principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable), cioè utilizzare la minor dose di radiazioni sufficiente a fornire le informazioni per una corretta diagnosi¹. L’esame tomografico TC prima e TC Spirale poi hanno avuto spazio limitato in ambito odontoiatrico a causa della consistente dose radiogena che gravava sul paziente e la sua richiesta era limitata ad ambiti specifici. Nel 1996 è stato introdotto sul mercato un nuovo macchinario tomografico a basso dosaggio che sfruttava una nuova geometria di fascio radiante, non più un fascio collimato (come nelle TC) ma bensì un fascio conico (da qui Cone Beam), per acquisire l’area di interesse in un’unica pendolazione di 180/360° (a seconda del macchinario) del gantry (sorgente) intorno al paziente.

 

Mentre le TC/TC Spirale acquisiscono una serie di immagini assiali che poi vengono “matchate” insieme per ottenere il volume completo, la CBCT (Cone Beam Computed Tomography) acquisisce direttamente l’intero volume. Parlando di volume deve essere descritta l’unità elementare di quest’ultimo, il voxel, costituito da un cubo che presenta tutti i lati della stessa misura, per questo motivo definito isotropico. Al ridursi della dimensione del voxel si ottiene un’immagine più dettagliata ma un aumento della dose radiogena fornita al paziente. I dati relativi alla radiosensibilità degli organi irraggiati, evidenziati dall’IRCP del 2007², sono stati ricalcolati da Pauwels et al. (2012)³ comparando molti macchinari CBCT e posizionando i sensori in maniera diversa. I risultati sono stati poi accettati dall’European Commission of Radiation Protection 2012 (Grafico 1). Grazie a questo studio è stato possibile evidenziare come la dose effettiva finale sia data dall’assorbimento radiogeno delle ghiandole salivari e dei tessuti rimanenti. Il fascio conico copre generalmente tutta l’area di interesse con la possibilità di variare diversi campi di vista: FOV (Field of View) (Grafico 2).

La scelta del FOV, ai fini della prescrizione di questo esame, risulta fondamentale per non sottoporre il soggetto a radiazioni inutili con aree di acquisizione troppo estese per il distretto che si vuole indagare. Ovviamente la disponibilità dei diversi FOV dipende dal macchinario utilizzato, perchè in commercio esistono molti modelli di dispositivi CBCT (Figura 1). La dose radiogena varia in base al distretto da esaminare e questo dipende dalle strutture “radiosensibili” che vengono irraggiate.

Comparando ad esempio la premaxilla (porzione anteriore del mascellare superiore) con la mandibola (regione molare) si è visto come è estremamente differente la dose assorbita per le ghiandole salivari, tiroide, mucosa orale e vie aeree extra-toraciche³, che risulta quindi maggiore per il distretto posteriore mandibolare (Grafico 3). Il mAs e il kVp sono due parametri poco conosciuti ma molto importanti:

• mAs definisce la densità ottica, cioè quanto l’immagine sia scura o chiara ed è calcolata come l’intensità di corrente elettrica nel tubo radiogeno (mA) per il tempo di esposizione (s). Aumentando l’intensità (mA) si aumenta la nitidezza dell’immagine (aumentando la dose);

• kVp definisce il picco del kilovoltaggio applicato al tubo radiogeno. Anche esso influenza la densità d’immagine, ma in particolar modo il contrasto: un aumento di questo parametro porta a una riduzione del contrasto, allargando la scala di grigi, quindi un’immagine con più dettagli (aumentando la dose) (Figura 2).

Altra importante considerazione è l’età del soggetto che viene sottoposto all’esame tomografico: l’assorbimento radiogeno è differente tra adulto e bambino, ma anche tra bambino e adolescente (Tabella 1). La nuova geometria di acquisizione permette di ridurre il tempo di esposizione e quindi il dosaggio radiogeno a carico del paziente. Ciò ha facilitato la grande diffusione del nuovo macchinario radiologico e ha permesso di allargare le sue indicazioni in ambito odontoiatrico.

In base alla branca odontoiatrica la prescrizione non può prescindere dalla scelta della dimensione del voxel, che deve essere stabilita dal clinico la cui scelta è dettata dal quesito diagnostico. È importante quindi che il clinico conosca quali sono i punti chiave da tener presente quando richiede un esame CBCT perché in base alla loro scelta può modificare, in base alle esigenze diagnostiche, il carico radiogeno per il soggetto in esame (Tabella 2).

Interpretazione file DICOM

L’esame volumetrico è composto da un insieme di file (immagini) che presentano l’estensione .dcm, che sta per DICOM (Digital Imaging and Comunications in Medicine). I file DICOM grezzi, cioè non elaborati, possono essere visualizzati con programmi forniti dal centro radiologico (viewer), con software gratuiti o con software dedicati all’imaging 3D (più o meno costosi). Il “Dentalscan”, per esempio, non è l’esame richiesto, ma è un tipo di elaborazione ottenuta tramite un software che permette di creare delle sezioni radiali (cross-section) dell’osso mascellare indagato. Quindi quando si richiede un esame volumetrico, sia che esso sia TC o CBCT, non richiedo il “Dentalscan”, ma l’esame radiografico primario. Una volta che è stato interpretato in modo corretto l’esame tomografico, si ottengono tutte le informazioni adeguate per una fase diagnostica accurata e mirata.

Chirurgia orale

Estrazioni e disinclusioni elementi
L’indicazione in chirurgia orale a eseguire un esame CBCT si concentra prevalentemente nella valutazione dei denti sovrannumerari³⁰ e inclusi, principalmente i terzi molari inferiori. Esso può offrire dei vantaggi nel mostrare anatomicamente la posizione dell’elemento dentario e la sua relazione con il canale mandibolare, in particolare quando, dalla valutazione della panoramica, questa relazione risulta stretta (quindi positiva ai segni di Rood e Shaab²⁶). Nella valutazione pre-chirurgica la CBCT riesce a predire con una certa accuratezza una possibile esposizione del fascio vascolo-nervoso alveolare inferiore²³. Inoltre è possibile valutare, con precisione, la disposizione bucco-linguale dell’elemento incluso²⁴ (Figura 3). La dimensione del voxel deve essere di 0,2-0,1 mm per poter individuare in modo corretto il canale mandibolare soprattutto nella zona del terzo molare inferiore²⁵ ed evidenziare eventuali canali accessori (come il canale retromolare). Per tutti gli altri casi, cioè quando non sono implicate strutture nobili come canale mandibolare o seno mascellare ma soltanto per individuare la posizione dell’elemento, si può eseguire un esame volumetrico a bassa risoluzione, cioè con dimensione del voxel di 0,4-0,6 mm.

Implantologia

La valutazione è incentrata sulla quantità e sulla qualità ossea. Le immagini cross-section ottenute da CBCT possono aiutare nella pianificazione implantare e nel migliorare la predicibilità del risultato protesico, soprattutto quando sono da eseguire delle riabilitazioni complesse che prevedono stent chirurgici²⁰. L’accuratezza delle misurazioni lineari eseguite su cross-section è altamente affidabile^32-34, quindi possono essere valutati:

• difetti ossei e siti di prelievo intra-orale; in entrambi i casi, quando il chirurgo ha bisogno di una visione più accurata rispetto alle convenzionali radiografie riguardo le dimensioni e la topografia corretta, può essere richiesto un esame volumetrico, scegliendo un FOV ristretto;

• valutazione seno mascellare; è stato dimostrato come l’ortopantomografia possa sottostimare la quantità d’osso disponibile^35,36, aumentando il numero di casi che richiederebbe un rialzo di seno. In alcuni casi un esame CBCT provvede a un’accurata misurazione del volume d’osso disponibile (Figura 4);

• individuazione di canali arteriosi nella parete laterale del seno;

• presenza ed estensione dei setti ossei;

• stato di salute del seno: presenza o assenza di ispessimento di membrana, polipi o fluidi^37,38.

Grazie alla grande precisione delle immagini ottenute da CBCT è preferibile richiedere un esame volumetrico con FOV esteso che comprenda il complesso osteo-meatale. L’esame volumetrico è necessario quando vengono attuate particolari tecniche, come inserzione di impianti zigomatici o procedure di osteo-distrazione³¹. Diversi studi^27,28 hanno tentato di trovare una correlazione tra HU (Unità Hounsfield) e valori di grigi in CBCT, ma al momento i dati emersi non risultano affidabili, essendo i valori di grigio influenzati dal macchinario, dai parametri di acquisizione e dal distretto acquisito²⁹. In assenza di sintomi l’ortopantomografia è sufficiente per confermare il posizionamento implantare, mentre può risultare utile nella diagnosi e nel trattamento di alcune complicanze post-operatorie³¹.

Ortodonzia

Molte sono le situazioni che devono essere valutate attentamente e che potrebbero avere bisogno di approfondimento diagnostico: quando è previsto un esame volumetrico deve essere considerato attentamente il FOV da scegliere. In generale abbiamo bisogno di un esame a bassa risoluzione, quindi voxel 0,4 mm.

• Diagnosi elementi dentari inclusi (in particolare canini superiori): è richiesta quando una valutazione tridimensionale del dente permetta una corretta pianificazione della disinclusione ortodontico-chirurgica (Figura 5).

• Palato-schisi: le immagini 3D possono permettere di fornire informazioni utili sul volume d’osso necessario per l’innesto^6,7.

• Dismorfosi facciali: in tutti quei pazienti sindromici o con gravi disgnazie (non risolvibili ortodonticamente) che necessitano di un trattamento combinato ortodontico-chirurgico un esame CBCT con FOV ampio può essere giustificato per la pianificazione del trattamento.

• Riassorbimento radicolare causato da elementi dentari inclusi^9,10: non c’è ancora una forte evidenza che la CBCT possa essere utilizzata fin da subito come esame d’elezione nella valutazione dei riassorbimenti radicolari, ma essa può essere indicata quando con le radiografie tradizionali non è ben definibile. In questo caso è richiesta un’alta risoluzione con voxel <0,2 mm ma con FOV ristretto.

• Valutazione vie aeree: nei soggetti affetti da OSAS (Obstructive Sleep Apnea Syndrome) è utile poter valutare nelle tre dimensioni dello spazio la pervietà e il calibro delle vie aeree superiori, in particolar modo a livello dell’ipofaringe (laringofaringe) dove è più comune il collassamento dell’epitelio della via respiratoria⁴¹.

• Inserzione mini-viti (TADS: temporary anchorage dispositive): anche se può essere utile nel valutare l’asse di inserimento, non è necessario un esame volumetrico se non in casi particolari⁸, come quelli in cui le dimensioni dell’osso basale non sono precisamente quantificabili⁹.

• Cefalometria 3D: l’utilizzo della cefalometria tradizionale è una sistematica assodata in campo ortodontico e indispensabile per una corretta diagnosi della classe scheletrica del soggetto e, soprattutto, in funzione della previsione di crescita. La visione tridimensionale del cranio ha rivoluzionato il modo di concepire l’esame diagnostico cefalometrico e per questo motivo è nata la necessità di ricercare metodiche analitiche che possano permettere di misurare il cranio nella terza dimensione. Le scuole di Ortodonzia si dedicano alla ricerca di sistematiche cefalometriche 3D. Farronato et al.³⁹ hanno pubblicato una metodica cefalometrica 3D per la classificazione scheletrica applicabile a un rendering completo del cranio. La scuola Nord-Americana con Jacobson⁴⁰ ha proposto una sistematica di tipo multiplanare per ottenere misurazioni delle proporzioni verticali e sagittali del cranio.

Parodontologia

In ambito parodontale, conoscere il fenotipo osseo dento-alveolare, indagabile tramite esame CBCT, può essere utile per valutare la possibilità di un trattamento ortodontico tradizionale, oppure se optare per terapie alternative come corticotomie che prevedono innesti d’osso¹³. Nei casi in cui la superficie dento-ossea crestale e/o radicolare risulti limitata (<1 mm)^11,12, dovrebbe essere segnalata e si dovrebbe procedere con terapie alternative per il movimento dentale (Figura 6). Inoltre, l’esame CBCT ad alta definizione (dimensione voxel ridotto) e con FOV limitato può essere richiesto per una corretta valutazione di difetti infraossei e lesioni di forcazioni^16,17 quando le radiografie convenzionali (peri-apicali e ortopantomografie) non sono soddisfacenti per il loro corretto trattamento. La dimensione del voxel deve essere abbastanza piccola per la valutazione dei difetti ossei (0,2-0,1 mm). Certamente devono essere utilizzate le slice assiali e non una valutazione sulla ricostruzione panoramica¹⁴.

Endodonzia

In Endodonzia l’indagine d’elezione è la radiografia periapicale, ma in determinati casi può essere d’aiuto un esame volumetrico ad alta risoluzione con FOV ridotto a 4×4 cm (dimensione voxel <0,1 mm):

• rapporto con strutture nobili (seno mascellare)¹⁹;

• riassorbimenti interni ed esterni^18,19; per la dimensione del voxel – per una corretta diagnosi e un basso dosaggio – si può optare anche per 0,3 mm²²;

• identificazione di canali accessori¹⁸; l’accuratezza nell’individuare dei canali mesio-buccali nei 6° superiori raggiunge il 93% con voxel di 0,12 mm, ma si riduce al 60% se si utilizza un voxel di 0,4 mm;

• per la pianificazione della chirurgia endodontica¹⁸.

Sebbene non rientri in un’indagine di routine, le immagini tridimensionali possono fungere da importante/utile strumento nella pratica endodontica moderna.

Patologie del distretto testa-collo

Con la CBCT è possibile evidenziare condizioni patologiche che interessano l’area maxillo-mandibolare e adiacenti. I più comuni ritrovamenti sono: processi stiloidei calcificati (Sindrome di Eagle), artropatie a carico del condilo mandibolare, linfonodi calcifici, frammenti metallici, ipoplasie/iperplasie ossee (tori), cisti o lesioni ossee benigne¹⁵, problematiche dei seni paranasali come lesioni cistiche e mucoceli da infiammazioni croniche (Figura 7). È possibile osservare da un esame volumetrico anche condizioni più gravi e infrequenti:

• placche calcifiche carotidee;

• sclerosi calcifica mediale di Mönckeberg;

• diagnosi di lesioni maligne (la lesione non presenta margini netti come nelle lesioni cistiche ma frastagliati);

• diagnosi di lesioni infiammatorie delle ossa mascellari, come osteomieliti, sequestri ossei e osteonecrosi dell’osso mascellare (da terapia radiante o da bifosfonati).

Conclusioni

Alla luce di quanto descritto si riassumono quattro topics che possono rimanere come valido promemoria per il clinico prima di prescrivere una CBCT: vediamoli.

• Qualora l’esame radiografico tradizionale non sia sufficiente a ottenere informazioni adeguate alla pianificazione del trattamento, si valuta l’opzione della prescrizione dell’esame volumetrico.

• Avere ben presente la motivazione per la richiesta dell’esame CBCT e di conseguenza valutare costi/benefici dell’esame volumetrico.

• Possedere una sufficiente conoscenza del macchinario con il quale verrà eseguita la scansione: se il macchinario non possiede il FOV corretto verranno dati al paziente solo raggi inutili.

• Essere in grado di interpretare i file DICOM e pianificare il trattamento tramite viewer o software d’imaging 3D.

Corrispondenza
Giovanna Perrotti
g.perrotti@gmail.com