Tecnologia 3D: limiti e applicazioni della CBCT in Ortodonzia

Elisabetta Bricchi¹, Lucia Miggiano¹, Francesca Nolet¹, Niccolò Cenzato^1
1Scuola di specializzazione in Ortognatodonzia dell’Università degli Studi di Milano (Prof. G. Farronato)

Riassunto
Gli ortodontisti sono chiamati oggi ad affacciarsi a quei progressi tecnologici che richiedono un continuo aggiornamento per migliorare la loro pratica clinica quotidiana. Un requisito essenziale per la corretta diagnosi e pianificazione del trattamento ottimale risiede anche in un’accurata diagnostica per immagini che è utile non solo in una fase acertamento ma anche durante e al termine del trattamento per documentarne i risultati. Negli ultimi anni la tecnica di acquisizione “TC Cone Beam” (CBCT) ha permesso la visualizzazione 3D del complesso cranio maxillo faciale in qualsiasi piano dello spazio con varie applicazioni riguardo la pianificazione del trattamento in ortodonzia e chirurgica ortognatica. Scopo di questo articolo è analizzare come questa metodica può aiutare l’ortodonzista mettendo in luce i pregi e i limiti per il clinico e per il paziente.

Summary
3D Technology: applications and limitations of CBCT in orthodontics
Orthodontists are called today to appear in those technological advances that require constant updating to improve their daily clinical practice. An essential requirement for the correct diagnosis and treatment planning optimal resides in an accurate diagnostic imaging. That is important in every parts of the treatment from the correct diagnostic to the ending check. Now a day, the acquisition technique “Cone Beam CT” (CBCT) has allowed 3D visualization of complex cranio-maxillo facial with various applications in orthodontics and orthognathic surgery. The purpose of this article is to analyze how this technique can help the orthodontist, highlighting benefits and limitations for the clinician and for the patient.

È stata effettuata una revisione della letteratura dal database elettronico Medline (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed). Le key words della ricerca sono state “CBCT, Orthodontic, Diagnosys”. Gli articoli che sono stati selezionati sono solo quelli scritti in inglese, dal 1999 al giugno 2013. Nei criteri di inclusione sono stati selezionati articoli che analizzavano le caratteristiche e il ruolo innovativo di diagnosi tridimensionale che la CBCT offre all’ortodonzista. Da più di 390 articoli iniziali ne sono stati selezionati 32.

Introduzione
Uno strumento primario per la diagnosi in ambito ortognatodontico è la pianificazione del trattamento basata sulle condizioni iniziali della problematica del soggetto, la possibilità di realizzare l’obiettivo di trattamento e la volontà di accettare e collaborare con il protocollo specifico da parte del paziente.

Le immagini radiografiche giocano un ruolo essenziale per ricavare la corretta diagnosi e il piano di trattamento ottimale, per il controllo e il monitoraggio dei progressi del trattamento e per l’out-come finale¹.
L’analisi cefalometrica laterale ottenuta da radiografie bidimensionali è stata per decenni strumento elettivo per analizzare la crescita e lo sviluppo delle strutture cranio facciali e per pianificare e valutare i trattamenti ortodontici e probabilmente lo sarà ancora per diversi anni.

Tuttavia siamo consapevoli oggi dei limiti di questa tecnologia nel rilevare bidimensionalmente strutture cranio facciali tridimensionali, che vengono modificate e totalmente o parzialmente oscurate determinando inaccuratezze di informazioni durante l’analisi.
Così come l’Ortodonzia negli anni è cambiata e migliorata, la tecnologia di pari passo si è evoluta. Grazie all’introduzione della Tomografia Computerizzata (TC Cone Beam o CBCT) è stato possibile agli ortodontisti studiare strutture cranio facciali 3D con maggiore precisione².
Obiettivo di questo lavoro è di analizzare le caratteristiche essenziali di questa nuova tecnologia, evidenziandone l’importanza nella pratica ortodontica, basandosi su una revisione della letteratura che ne sottolinea elementi peculiari, vantaggi, protocolli e aspetti clinici.

Discussione

Storia e caratteristiche della CBCT
La CBCT è stata introdotta in Odontoiatria nel 1990 (Arai et al. 1999), come strumento diagnostico risultante dalla esigenza di ottenere informazioni tridimensionali ottenute da scansioni tomografiche computerizzate tradizionali (TC). A seguito infatti delle evoluzioni informatiche la CBCT è stata introdotta in Odontoiatria e in Xhirurgia orale e maxillo facciale dopo essere già stata utilizzata negli anni Ottanta per studi sulla funzione cardiaca e polmonare³.

CBCT (Cone Beam Computed Tomography) è un termine generico utilizzato per indicare una tecnologia che in realtà comprende una vasta gamma di macchinari differenti tra di loro per molti aspetti. Invece di eseguire sezioni assiali multiple, la CBCT genera emissioni di radiazioni pulsate nel corso di una singola rotazione del pannello attorno al paziente che ha la durata variabile tra 20 e 40 secondi. Il pannello, che copre tutta l’area di interesse, ha però allo stesso tempo la possibilità di scegliere i diversi campi di vista (FOV)⁴. La CT Cone Beam è stata programmata affinché il volume di acquisizione fosse di dimensioni ridotte per poter aumentare la nitidezza delle immagini. Dal momento che i dati vengono acquisiti in un volume e non per scansioni contigue è possibile ottenere sezioni dello spessore e dell’angolatura desiderati su tutti i piani necessari, tale da rendere questa tecnica perfetta per lo studio dei volumi ossei⁵.

Le immagini che possono essere ottenute da una singola CBCT di interesse ortodontico sono sezionali 2D multi planari, teleradiografia del cranio in posizione latero-laterale e postero anteriore, ortopantomografia, immagini 3D di superfici e volumi ossei⁶.

Dosaggi: confronti e paragoni con altre metodiche di irradiazione
In generale, la distribuzione della dose ai vari organi di un esame con TC Cone Beam rispetto alla TC Multislice è differente; la dose assorbita in organi come la tiroide e le ghiandole salivari è da 20 a 40 volte inferiore di quella assorbita con TC Multislice^7,8.

Paragonata alla TC spirale, la CBCT espone a una quantità inferiore di raggi con una risoluzione inferiore. L’esposizione alle TC Cone Beam è variabile a seconda della superficie presa in esame: Kapila et al. (2011) nel loro lavoro di revisione della letteratura confrontano le esposizioni della TC Cone Beam nel suo uso in Odontoiatria arrivando ai seguenti risultati: 87-206 mSv per una completa scansione del cranio, 14,2-24,3 Sv per la panoramica tradizionale, 10,4 mS per una teleradiografia in latero-laterale e 13-100 uS per uno status di endorali.
Da questi risultati si evince che l’esposizione alle radiazioni in una CBCT sia pari o leggermente superiore rispetto a quella dell’imaging tradizionale⁹.

La CBCT in Ortodonzia
Come anticipato nell’introduzione, molte sono le possibilità che la tecnologia CBCT offre in campo ortodontico: permette la visualizzazione completa e tridimensionale della dentatura e si dimostra efficace per l’identificazione di anomalie dentarie come agenesie, elementi soprannumerari, disturbi di eruzione, mal posizionamento dentario o malformazioni e irregolarità delle radici che possono impedire o rendere difficoltoso il movimento dentale¹⁰. Non solo: la CBCT permette la visualizzazione di elementi dentari inclusi, strutture anatomiche come seno mascellare e canale mandibolare per la pianificazione chirurgica¹¹. Permette inoltre lo studio di strutture complesse quali condili e articolazione temporo- mandibolare (TMJ) e vie aeree.

Basandoci sulla nostra revisione della letteratura elenchiamo di seguito quelle che sono le più importanti applicazioni per la diagnosi e i principali protocolli terapeutici della TC Cone Beam in Ortognatodonzia.

La CBCT come strumento di analisi morfo-funzionale

Morfologia e riassorbimenti radicolari
L’esame di elezione per la valutazione della forma e del riassorbimento delle radici da sempre è rappresentato dalle radiografie periapicali. Lund et al. (2010) conclusero dal loro studio sulla valutazione della precisione e dell’accuratezza della CBCT nella misurazione di radici e ossa marginali in vitro in 13 pazienti, che la CBCT ad alta risoluzione combinata con ricostruzioni multi planari rappresenta una tecnica valida per tale valutazioni.
Potrebbe essere un utile strumento per la visualizzazione 3D delle radici, per la valutazione pre e post ortodontica sul riassorbimento radicolare¹².

Misurazioni e morfometria cranio facciale
Fondamentale per la valutazione della crescita cranio faciale è la misurazione di strutture quali la larghezza e la lunghezza mandibolare e le misure condilari¹³: le immagini 3D possono sopperire alle differenze dimensionali di forma e volume per prevedere approssimativamente i cambiamenti nella crescita e permettere la pianificazione e i risultati dei trattamenti chirurgici¹⁴.

TMJ
Ottenere informazioni sulle disfunzioni articolari non è facile radiologicamente. La CBCT in diversi studi ha dimostrato una visualizzazione più accurata di erosioni corticali rispetto all’ortopantomografia e la visualizzazione più precisa delle superfici articolari^15,16.

Vie aeree
I disturbi delle vie aeree sono molto comuni e determinano frequentamente condizioni di malocclusione e la comparsa di quella che viene definita facies adenoidea, come risulta da un lavoro di revisione sistematica su 500 pazienti ortodontici che ha dimostrato che il 18,2% dei pazienti ha avuto problemi legati alle vie respiratorie. In generale, qualunque ne sia la causa, è bene diagnosticare e trattare il più precocemente possibile questo tipo di problematica^17,18.

Diverse pubblicazioni dimostrano la precisione che la CBCT offre nel rappresentare tridimensionalmente volumi e aree delle vie aree e nei pazienti con disturbi notturni del sonno (OSAS)^19,20. Tuttavia, a oggi non ci sono studi in letteratura che dimostrino che la CBCT sia in grado di prevedere la comparsa di OSAS²¹.

Quantità e qualità di osso
La CBCT è una tecnica di imaging che facilita l’analisi della morfologia e della qualità ossea rivelandosi strumento diagnostico elettivo in Ortodonzia per il corretto posizionamento delle miniviti o TAD’s di ancoraggio temporaneo²².

CBCT per diagnosi e piano di trattamento in Ortodonzia
La diagnosi è il centro della terapia. Fare correttamente diagnosi in Ortodonzia, come per qualunque branca dell’Odontoiatria, è di fondamentale importanza per il successo dei diversi casi. Grazie alla CBCT è possibile espandere e migliorare le capacità diagnostiche dell’ortodonzista. Come già detto, il “gold standard” della diagnosi ortodontica risiede nella possibilità di ottenere dagli esami strumentali, e in particolar modo radiografici, una riproduzione il più accurata e reale possibile delle strutture anatomiche. I modelli e le immagini virtuali 3D della CBCT offrono dati più accurati da una scansione che da tante radiografie 2D, e con una minore esposizione alle radiazioni¹¹.

Nei casi di canini inclusi, per esempio, l’ortodontista e il chirurgo hanno la necessità di esaminare radiograficamente la dimensione del follicolo e di valutare il livello di riassorbimento osseo e radicolare dei denti adiacenti²³. In un recente studio vengono messe a confronto le informazioni diagnostiche in casi di canini inclusi ottenute dalle routinarie radiografie 2D comprendenti panoramica, occlusali e periapicali con le immagini tridimensionali ottenute dalla TC Cone Beam. Questo studio dimostra come quest’ultimo strumento diagnostico si riveli utile al fine della discussione, modifica o perfezionamento dell’approccio di trattamento²⁴.

Condizioni patologiche o malformazioni dentarie
Nella regione maxillo facciale è possibile, grazie alle immagini 3D, la valutazione dei difetti ossei, cisti, lesioni, calcificazioni, traumi ossei, fratture. Denti inclusi o trasposti sono forse il dubbio diagnostico principale per il quale è necessaria la diagnostica tridimensionale. Conoscerne l’esatta posizione può essere importante per l’ortodontista al fine di programmare la più corretta terapia, il migliore spostamento, evitando di impattare strutture vitali quali il nervo mandibolare^25,26.

CBCT per valutare i risultati del trattamento

Valutazioni ossee in pazienti con schisi labio-palatale
Utilizzare la tecnologia 3D può rivelarsi utile per valutare difetti ossei nelle labiopalatoschisi, per esempio, oppure per monitorare a distanza il successo post innesto nei pazienti con labiopalatoschisi. Le scansioni tridimensionali consentono di apprezzare la zona di innesto, le condizioni alveolari delle radici e della loro salute parodontale²⁷. La CBCT può essere utile anche per valutare l’età scheletrica e dentale dall’analisi delle vertebre cervicali e degli elementi dentari; per mostrare eventuali deformazioni ossee, per esempio del piriforme o della piramide o l’ala nasale. È altresì possibile fornire ricostruzioni tridimensionali della superficie della pelle per la valutazione nasale e labiale pre e post operazione²⁸.

Valutazione post chirurgica in Ortodonzia
È possibile con la tecnologia 3D sovrapporre le immagini pre e post chirurgiche per valutare nello specifico i cambiamenti e i miglioramenti derivanti dall’intervento. Grazie allo studio di queste ricostruzioni si possono apprezzare cambiamenti nelle strutture ossee ma anche nei tessuti molli²⁹.

Vantaggi e svantaggi della CBCT: una sintesi
La tecnologia della CBCT permette di ottenere immagini precise a dimensioni reali tridimensionali e ad alta risoluzione con l’ausilio di apparecchiature di dimensioni ridotte, software facili da visualizzare e tempi di scansione notevolmente ridotti. Con una sola scansione tridimensionale da parte della CBCT è possibile avere le stesse informazioni che otterremmo da tutte le radiografie bidimensionali (ortopantomografia, teleradiografie), nonché le radiografie stesse. Parlando dell’esposizione, è importante nuovamente sottolineare come la CBCT, confrontata con la CT assiale tradizionale, emette una quantità di radiazioni inferiore permettendo allo stesso tempo un’ottima risoluzione dell’immagine e una quantità di informazioni maggiori, in particolare delle strutture ossee dell’articolazione temporo-mandibolare. La riduzione della dose efficace è dovuta alla presenza di un raggio a fascio unico conico³⁰.

Come ogni innovazione scientifica, allo stesso tempo però la tecnologia tridimensionale prevede una conoscenza e competenza aggiornata dei software da parte dell’operatore e un maggior costo da parte del paziente per l’esecuzione di una CBCT rispetto ad altre indagini radiografiche in campo odontoiatrico. Come detto in precedenza, il dosaggio – sebbene paragonato a ogni singola radiografia bidimensionale e non alla totalità degli esami richiesti per una diagnosi ortodontica completa – è leggermente superiore alla panoramica o alle teleradiografie latero laterali o postero anteriori. Occorre verificare la possibilità di artefatti durante la scansione. Non dà informazioni esaustive e complete sui tessuti molli come la risonanza magnetica nucleare o la stessa TC assiale²⁸.

Conclusioni
L’utilizzo e la diffusione della TC Cone Beam in ambito ortognatodontico, come in altre branche dell’Odontoiatria, sta avanzando. Il suo utilizzo tuttavia non deve essere di forma routinaria bensì è consigliato in letteratura solo nei casi specifici in cui la radiografia convenzionale non è in grado di fornire informazioni diagnostiche soddisfacenti, per esempio pazienti portatori di labio palato schisi, casi di elementi dentari non erotti, inclusi, mal posizionati, con riassorbimenti radicolari dovuti a denti non erotti, valutazioni per la chirurgia ortognatodontica^9,31.

Corrispondenza
niccolo.cenzato@hotmail.com