longitudinale
Abstract
sfondo
La riproducibilità delle misurazioni sulle radiografie è influenzato dalle tecniche di reperimento delle immagini così come le misurazioni. Così, pregiudizi derivanti da errori nell'immagine e /o esami di immagini a due punti nel tempo può portare a registrazioni scorretti dei veri cambiamenti biologici o patologici. Lo scopo di questo studio è stato quello di proporre e valutare una tecnica di esame radiologico indiretta, con la quale pregiudizi, quando si misura livello osseo radiografico, potrebbe essere notevolmente ridotta rispetto alla tecnica utilizzando misurazioni dirette mm.
Metodi
Un plugin a ImageJ è stato progettato per ridurre i pregiudizi quando si misura la perdita ossea sulle immagini radiografiche. In mandibole secche umani, immagini radiografiche di 20 denti sono stati ottenuti parallelamente all'asse dente (alfa = 0) e ad un angolo di 30 ° rispetto. La tecnica diretta di misurazione livello osseo radiografico (RBL) e indiretta, RBL lunghezza-adjusted sono stati registrati da quattro ricercatori in doppio cieco.
Risultati
Quando media RBL misurato a 0 ° angolo è stata del 7,0 mm, la corrispondente RBL medi misurati con un angolo di 30 ° era 7,8 millimetri, il che significa un incremento del 11,4% (p = 0,032
), mentre la lunghezza aggiustato RBL è aumentato del 0,6% (p = 0.9
) media
. Conclusioni
Questo studio ha dimostrato che l'uso della tecnica originale, diretta (ImageJ) ha determinato livello osseo radiografico in marcatamente di parte ad un angolo di 30 °, mentre l'indiretta tecnica lunghezza aggiustato proposto (ImageJ plug-in) non ha fatto.
Sfondo
distruzione parodontale è più frequentemente descritta in mm profondità parodontale tasca (PD) e il livello di attacco clinico (CAL) [1-3]. Tuttavia, pur essendo il modo più comune per trasmettere la malattia parodontale, queste misure dei tessuti molli sono considerate inesatte, parametri alternativi che riflettono una combinazione imprevedibile di gengivite e parodontite, oltre ad essere variamente colpiti dalla esaminatori competenza, l'affidabilità e la tecnica [3-5 ].
l'esame radiografico è un'alternativa al PD e CAL nella valutazione livello osseo parodontale, ed è considerata una stima più affidabile di esperienza della malattia. Una diminuzione o aumento del livello dell'osso alveolare in un determinato sito per un periodo di tempo possono essere considerate come progressione o regressione della malattia processo in quel sito [6]. Tuttavia, le registrazioni effettuate radiografie sono influenzati dalle tecniche con cui le immagini, così come le misurazioni, sono ottenuti [7, 8]. Un cono lungo "tecnica parallela" [9], con un supporto recettore standardizzato [10], è raccomandato per ottenere le radiografie, ed è stato suggerito che il metodo diretto (in mm) dovrebbe essere usato quando indagare la suscettibilità di denti diversi alla rottura parodontale in studi clinici di natura comparativa [10, 11].
Tuttavia, i ricercatori hanno avvertito che le distorsioni di immagine dell'oggetto (dente) appare se non vi è la deviazione dalla "tecnica parallela" [12, 13]. Questa deviazione è particolarmente evidente, come è inevitabile, nella mascella superiore dove l'anatomia palatale impedisce il posizionamento ideale del recettore [14, 15]. In un ampio studio, Roeder e collaboratori [16] hanno riportato angolazione media per incisivi centrali e primi molari ad essere 37 ° (range 19-56 °) e 42,5 ° (range 26-56 °), rispettivamente. Inoltre hanno mostrato "scorcio" dell'immagine di questi denti che vanno 5,4-44,1%.
In studi clinici longitudinali alta riproducibilità delle iscrizioni è l'essenza, e la distorsione dei denti imaged e osso circostante nelle radiografie si tradurrà in inaffidabile misurazioni del livello osseo e denti lunghezza [17, 18] e, di conseguenza, danno un'impressione illecito di perdita o guadagno di osso nel tempo. I ricercatori sono quindi chiedono nuove tecniche che potrebbero correggere tali distorsioni [16].
Lo scopo del presente studio sperimentale è stato pertanto quello di proporre e testare un metodo radiografico semiautomatico rapida e indiretta per le valutazioni a livello osseo parodontali che riduce la distorsione del livello osseo radiografico (RBL) cambiamenti causati variando gli angoli quando ottiene l'immagine radiografica.
Metodi
Sette mandibole secche umani cuscinetto 20 (già) dei denti sono stati utilizzati per questo esperimento. L'uso di queste mandibole, per questo esperimento e in queste condizioni, non richiede l'approvazione da parte del Comitato regionale per l'etica della ricerca a causa di una normativa nazionale. Le lunghezze fisiche di ciascuna delle denti misurato da un calibro elettronico (Cocraft®, United Kingdom) sono mostrati in Tabella 1. Mandibles sono stati utilizzati per controllare l'angolo (α) tra il recettore e la perpendicolare-to-the-central fascio di raggi X (figg. 1, 2). Nessuno dei denti allentati e osso circostante in queste mandibole hanno mostrato segni di malattia parodontale grave come la distanza media da alveolare cresta (AC) alla giunzione smalto-cemento (CEJ) era di 1,7 mm. "Grave" o "esteso" periodontite è riflessa dalla perdita di attacco clinico (CAL) superiore a 5-7 mm [19, 20], che corrisponde ad una RBL di & gt; 7 mm. Poiché le mandibole secche non presentavano tale grado di perdita ossea, un livello osseo artificialmente ridotta è stato creato ponendo cera dura nei 20 prese e sostituzione dei denti in cera, consentendo un livello stabile osso marginale di circa 7 mm (Fig. 3a ). Un Eggen titolare [10] è stato modificato per dare il fascio di raggi X - dei recettori di un angolo (α) di 30 °, simulando una situazione clinica [16] (Fig. 3b). Un supporto Eggen standard, con il recettore in posizione parallela all'asse fisso dente, è stato usato come controllo (α = 0 °) (Fig. 3b). L'apparato sperimentale è mostrato in Fig. 3. radiografie consecutive sono stati ottenuti in ciascuna posizione (α = 0 ° e α = 30 °), dei denti 20, dallo stesso operatore, acquisiti e memorizzati. Individualmente stent a muro sono stati usati per fissare il posizionamento identità dei titolari durante tutte le esposizioni della stessa area, anche assicurare che i denti non affondare ulteriormente nella cera in fondo orbite durante l'esperimento. immagini radiografiche sono state ottenute dal film sistema di piastre per imaging Soredex Digora Optime digitale (Soredex, Finlandia) e un intra Planmeca (Planmeca Oy, Finlandia) apparecchio radiologico. Le immagini in cui esportate dal Digora per il software Windows per i file a 8 bit scala di grigi Tagged Image File Format (TIFF). Le informazioni di calibrazione nei file di immagine (vale a dire le informazioni EXIF) sono stati utilizzati per ottenere le coordinate dei siti. I file dove poi numerati, in modo casuale riorganizzati e accecati al readers.Table 1 La lunghezza fisica in mm dei 20 denti con livello dell'osso artificialmente elevato rispetto alla lunghezza ottenuta leggendo le lunghezze sulle radiografie
Scull n
Root designazione
lunghezza Root in MMA.
lunghezza Root in mm misurati su X-raysb
1
36Mc
21.34
21.5.
1
36Dc
20.35
21.4.
1
35
20.71
21.6.
1
34
20.28
21,7.
1
32
23.36
23,4.
1
43
24.13
25.4.
1
44
21.20
21.3.
1
45
21.19
22.7.
5
37M
20.14
20.4.
5
37D
19.13
19.5.
5
35
21.20
20.8.
5
47M
20.23
22.6.
5
47D
19.52
20.7.
6
43
18.26
18.1.
6
44
18.90
19.5.
7
37M
18.39
19.9.
7
37D
18.17
19.0.
7
35
20.10
20.4.
7
32
23.19
23.2.
7
42
23.75
24.3.
7
45
22.14
22.4.
8
47M
19.06
19.8.
8
47D
18.34
18.9.
9
36M
21.19
21.4.
9
36D
20.26
21.0.
10
33M
18.98
19.7.
aTooth Lunghezza misurata da Digital pinza (Cocraft, United Kingdom): lunghezza baverage Tooth misurato su radiografie da esaminatore 1 (HRP)
c M
radice mesiale; D
radice distale
Fig. 1 impostazione schematica degli angoli di proiezione
Fig. 2 impostazione schematica della geometria di imaging
Fig. 3 a. setup sperimentale che mostra i denti elevati nelle orbite e Eggens supporto con sensore a = 0 °. b. I titolari Eggens con α regolare = 0 ° e modificato per a = 30 °
L'ultima versione del programma di software di elaborazione delle immagini ImageJ e analisi [21] è stato utilizzato per l'esperimento (ImageJ http: //. Rsbweb NIH . gov /IJ /). Un'applicazione (plugin) per questo programma è stato progettato (Fig. 4) con l'intento di semi-automaticamente registrare il rapporto tra il livello osseo e la corrispondente lunghezza del dente (plug ImageJ; http (b /a, Fig. 5): //www. odont. UIO. Nessun /Inglese /ricerca /progetti /parodontale-malattie /). Il programma originale di elaborazione imagj e software di analisi permette solo per misurare distanze assolute. Le lunghezze misurati sui denti radiografie sono mostrati nella Tabella 1. Fig. 4 Radiografia con le marcature e applicazioni (plugin) in esecuzione
Fig. 5 Schema dei punti di misura dell'oggetto ripreso (dente). I punti sono segnati su entrambi mesiale (M) e distale (D) aspetto dell'immagine
Sulle punti radiografie digitali sono stati registrati (mouse-cliccato) sul bordo incisivo /vertice di corona (INC /OCL), l'apice (es ) della radice (s) (APEX), nonché mesiale e creste alveolari distali (AC) e giunzioni cemento-smalto (CEJ) (Fig. 4). Per premolari e molari, la cuspide più elevata l'immagine è stata registrata, e la distanza al vertice (es) era (erano) registrata da questo, più elevato cuspide. L'applicazione di computer memorizzato automaticamente le coordinate contrassegnati (rispetto all'angolo superiore sinistro dell'immagine) e proiettate su un immaginario asse verticale parallelo alla dimensione verticale del recettore. Nel programma la possibilità di registrare margini del restauro (RM, Fig. 5) è stato progettato anche, pur essendo ridondante nel presente esperimento. Le coordinate, unità di lunghezza, ora e data di misurazione sono stati memorizzati automaticamente in un file di testo, che potrebbero essere importati in qualsiasi foglio di calcolo o un pacchetto statistico per calcolare la lunghezza e tutte le possibili combinazioni delle distanze (Fig. 5) ei rapporti o percentuali - ne sull'asse immaginario. In questo studio i rapporti o percentuali della distanza dalla CEJ al AC vs la lunghezza del dente (rel
RBL = b /a, Fig. 5) è stato il soggetto di interesse.
Le radiografie erano leggere ciecamente due volte, da quattro specialisti in parodontologia. Gli esaminatori hanno avuto un duplicato di due set di immagini radiografiche digitali, ottenuto a α 0 ° e 30 °. In una serie di immagini del RBL mesiale e distale (b, Fig. 5) sono stati ottenuti da misurazioni dirette utilizzando il tradizionale programma software ImageJ. Nell'altro, il plugin ImageJ sperimentale è stata applicata, e la lunghezza regolata RBL (rel
RBL) (B /A, Fig. 5) è stato ottenuto. In totale, 40 siti su 20 radiografie ottenuti ad ogni α (0 e 30 °) sono stati letti due volte sia con il (plug ImageJ) tecnica diretta (ImageJ) e indiretta.
Statistiche
Quando si confrontano punteggio medio di dati su un parametro di distanza, ad esempio, livello osseo, sulla base di radiografie prese a αs 0
o o 30 °, a campioni appaiati t
-test è stato utilizzato, con livello di significatività del 5%. L'analisi statistica è stata effettuata utilizzando il programma software statistico SPSS IBM-versione 18. Il Coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) [22] è stato utilizzato per stimare inter- e intra-esaminatore affidabilità sia per il metodo originale (ImageJ) e nuovi (ImageJ plugin).
risultati
i risultati dalle registrazioni delle immagini radiografiche di lunghezza dei denti, RBL, e la lunghezza regolata RBL (rel
RBL) (Fig. 5) sono riportati in Tabella 2. Quando RBL medio misurato a α = 0 ° è stata del 7,0 mm, corrispondenti RBL medi misurati a α = 30 ° era 7,8 mm. Questo aumento 11,4% era statisticamente significativa (p = 0,032
). Tabella 2 mostra anche che la lunghezza del dente è stata significativamente aumentata da un'immagine all'altra come l'angolo (α) è aumentata da 0 ° - 30 ° (p
& lt; 0,001) .table 2 Lunghezza del dente = INC /OCL - APEX, RBL (Roentgenological Bone Level = AC-CEJ) e rel
RBL (% RBL /L) a raggi X ottenuti ad un angolo 0 e 30 ° con artificialmente aumentato aL (livello osseo effettivo ~ 7 mm)
α
0
30 °
p
-value
INC /OCL - Apex (mm)
significare
22,1
24,7
& lt; 0,001
SD
2.3
2.2
RBL (mm)
dire
7.0
7.8
0.032
SD
1.1
1.6
rel
RBL (%)
medio
31,4
31,6
0,903
SD
3.8
5.3
N
N
= 40
N
= 40
Abbiamo definito RBL lunghezza aggiustato (rel
RBL) come RBL divisa per la lunghezza del corrispondente dente (L), che può essere visualizzata come un rapporto, o come percentuale della lunghezza del dente. La RBL media lunghezza aggiustato (rel
RBL) è aumentato solo dello 0,6% (31,4-31,6; p = 0,9
) se misurato rispettivamente a 0 ° e 30 ° angolo di
Il ICC per inter. e
affidabilità intra-esaminatore della lunghezza dei denti (L) misurata dal diretto ed il metodo indiretto erano rispettivamente 0,96 (95% CI: 094-,98) e 0,98 (95% CI: ,96-,99). L'ICC corrispondente per RBL erano 0,86 (95% CI: ,81-,89) e 0,94 (95% CI: 0,90-0,97) e la lunghezza RBL-adjusted (rel
RBL) erano 0,82 (95% CI: 0,75-0,88) e 0,94 (95% CI: 0,90-0,97)., rispettivamente,
Discussione
L'ovvia distorsione problema, soprattutto con le radiografie dei denti mascellari [14] - la sua conferma in studi clinici di natura comparativa [15, 16] , e la richiesta di tecniche che potrebbero correggere tali distorsioni per [15, 16], in particolare per quanto riguarda uno studio in corso longitudinale clinica intervento [23], ha spinto lo sviluppo dello strumento digitale presentato. E 'chiaramente non più di una versione più versatile digitale del righello Schei [24, 25] e la tecnica di Björn [26, 27] che attualmente possono essere più utili nella ricerca, cioè, studi longitudinali dove le immagini radiografiche sono ottenuti più una volta nell'arco di diversi anni. Tuttavia, con le tecniche digitali di sviluppo radiografiche, hard -. E software, potrebbe trovare la sua utilità futura ai clinici e
I livelli ossei artificiali, creati elevando i denti orbite rispetto al circostante cresta ossea alveolare non differiva da comparativo in vivo
livelli ossei della malattia parodontale grave [19, 20]. Autentici teschi a secco sono difficili da trovare e ancora più difficile da usare per gli studi a causa di considerazioni di etica e di conservazione. Pertanto, non siamo riusciti a trovare abbastanza autentici mandibole secche con la quantità desiderata di perdita di massa ossea, e dal momento che la rimozione di osso per creare una perdita di tessuto osseo artificiale di 7 mm è stato considerato non etico, un livello osseo artificiale è stato prodotto invece elevando 20 denti nelle orbite. La scelta dell'angolo (α) = 30 ° è stato fatto per simulare la situazione clinica [16] radiografie quando ottengono; un angolo che differiscono di 30 ° tra la prima e la seconda esposizione in una situazione clinica non è raro. Il livello osseo di 7 mm è stato scelto poiché grave [19] ed estesa [20] parodontopatie sono descritti da CAL di & gt; 5-7 mm corrispondente ad una marginale (AC-CEJ) e livello osseo radiografico (RBL) ≥7 mm .
correlazione alla vera lunghezza dei denti corrispondeva con la nozione generale che vi è un ingrandimento 5-6% di un dente proiettato su un recettore durante regolare l'imaging x-ray (Tabella 1). Le misurazioni non sono stati corretti per questo ingrandimento poiché tutte le immagini sono state ottenute con lo stesso personale, tecnica e attrezzature. Per ovvie ragioni, una nuova tecnica potrebbe non sono state valutate mediante misurazioni su regolari vivo
radiografie in quanto il livello osseo effettiva, lunghezza - e angoli di denti nella mascella e l'angolo (α) sarebbe stato sconosciuto valori, non controllati dai ricercatori. Le correlazioni di misure cliniche sono stati considerati superflui, in quanto il presente studio doveva essere ex-vivo
poiché lo scopo era quello di valutare la tecnica di esame radiologico indiretta. Tuttavia, un tavolo è stato aggiunto per mostrare questi valori (Tabella 1).
Un pre-studio su 12 mandibole cranio secco con 35 denti sciolti è stata effettuata anche prima che il livello dell'osso è stata artificialmente ridotta in 20 di questi denti (descritto in precedenza ) e prodotto praticamente gli stessi risultati come quelli di Roeder et al. [15] (dati non mostrati). Tuttavia, nel presente studio, quando il valore RBL vero stato di 7 mm come ottenuto artificialmente in questi mandibole secche, questa distorsione era significativo e grande in 0,8 mm (& gt; 11,4%), mentre nessuna distorsione significativa è stata osservata per . la RBL lunghezza aggiustato (rel
RBL)
Considerando che RBL e rel
RBL ha avuto simile intra - ed affidabilità inter-esaminatore, questi risultati aggiunti alla nozione che la tecnica di registrazione indiretta (rel
RBL) sembrava essere una misura più affidabile di perdita di massa ossea rispetto alla tecnica di registrazione diretta (RBL). L'uso della CPI può essere discutibile negli studi clinici, e soprattutto quando il coefficiente ICC è a metà degli intervalli, poiché non è facile determinare se un punteggio ICC intermedio è buono o cattivo. Tuttavia, in questo studio non clinico abbiamo ritenuto ICC sufficiente per esaminare tra - e affidabilità esaminatori intra ', soprattutto perché il CPI era per lo più in alto -. Altissima gamme
Ci sono modi clinici per ridurre gli errori casuali o sistematici durante gli esami radiografici tradizionali [28-31], e ci sono tecniche per correggere la distorsione dell'immagine [13, 14, 32, 33], ma questi sembrano meno adatto a grande scala, studi longitudinali che va avanti da anni. Un'altra tecnica è anteriore e molare /premolare bite-ala radiografie. Questa tecnica potrebbe non essere riproducibile in pazienti con malattia parodontale grave a causa di vasta distruzione ossea prevenendo il livello di osso della mascella superiore e inferiore per mostrare la stessa immagine morso-ala. Inoltre, le grandi recettori causano spesso pazienti convulsione e l'evasione riflessi che rende tali immagini difficili da ottenere. Così, standardizzati radiografie peri-apicale sembrano finora essere il metodo di scelta per monitorare il livello osseo in interventi clinici longitudinali prove. Tuttavia, questo pone le basi per gli errori di distorsione di cui sopra.
La tecnica di plug-in presentato trova applicazione generale in quanto può essere utilizzato per diverse dalle misurazioni parodontali, quali valutazioni e chirurgici, cariological e endodontici orali. Tuttavia, più l'oggetto o lunghezza misurata, meno clinicamente significativo è il problema di distorsione. Applicando la formula collegata (Fig. 1) si può dimostrare che se tutti gli oggetti o lunghezze misurate in uno studio sono sotto di 2 mm, la tecnica presentata è di poco valore rispetto alla tecnica diretta. D'altra parte, se tutti gli oggetti sono superiore ai 2 mm, o vi è una variazione di dimensioni dell'oggetto o lunghezza da sotto di 2 mm e aumentando la tecnica presentata è stato trovato per essere uno strumento utile e affidabile. Inoltre, è ancora più veloce da usare e meno faticoso ai lettori. In realtà, con le limitazioni di cui sopra, qualsiasi misurazione radiografica, nel tempo, che diagnosticare cambiamenti dell'anatomia dell'osso /dente /tessuto in cui le α angolo (figg. 1, 2), possono variare da esame per esame, possono trarre beneficio da questa tecnica. Tuttavia, un protocollo /versione (definizione punto) adattata del plugin dovrebbe essere prodotta per ogni scopo. Questo può essere fatto visitando il sito web di cui sopra e scaricare il plug-in (ImageJ plug-in; http://www.odont.uio.no/english/research/projects/periodontal-diseases/).
For ovvi motivi, non è stato possibile testare praticità e rapidità della nuova tecnica in un adeguato modo scientifico. Tuttavia, va detto che la tecnica presentata sembrava più veloce, e ha causato meno esaurimento tra i lettori rispetto alla tecnica originale. (Sono osservazioni personali, anche se tutti e quattro i lettori abbonati a questa affermazione).
Conclusione
Nell'esaminare immagini radiografiche per i cambiamenti longitudinali del livello osseo parodontale, la tecnica diretta erano marcatamente di parte, quando l'angolo tra il fascio di raggi X e la sensore è stato 30 °. Questo non è stato osservato con la tecnica indiretta lunghezza aggiustato proposta nel presente studio. Così il presentato, tecnica indiretta sembra essere un metodo radiografico adeguato per le misurazioni longitudinali del livello osseo parodontale.
Abbreviazioni
AC:
alveolare cresta
OCL:
vertice di corona
CAL:
clinica livello di attacco
ODD:
distanza rivelatore oggetto
CEJ:
Cemento giunzione smalto
PD:
profondità Pocket
FOD:
focus distanza dell'oggetto
rel
RBL:
lunghezza registrata radiografica Bone Level
FDD:
focus rilevatore di distanza
ICC:
intraclasse Coefficiente di correlazione
RBL:
livello osseo radiografico
INC:
bordo incisivo
RM:
margine di Restauro
L:
Lunghezza del dente
TIFF: formato di file immagine
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Dichiarazioni
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Questo lavoro è stato finanziato dal Norwegian Research Council, Oslo, Norvegia; concedere # 185.120 e segue # 229029. Il plugin è stato pubblicato come shareware (pubblico dominio) nella posizione http UiO:... //www odont UIO Nessun /Inglese /ricerca /progetti /parodontali-malattie /Prof. Risnes, Istituto di Biologia orale, Sezione di Anatomia e Fisiologia, Facoltà di Odontoiatria; Università di Oslo, Norvegia viene ringraziato per fornire le mandibole a secco. Fotografo F. Haugen Pedersen, Istituto di Odontoiatria Clinica, sezione fotografia è ringraziato per il lavoro photograpic (Fig. 3) L'articolo
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autori
HRP è stato il responsabile del progetto, ha avuto l'idea di -. e scrisse le specifiche per il plugin, ottenute le immagini radiografiche, servito come lettore cieco e ha scritto l'articolo. GRT ha scritto il plugin e adattato a ImageJ, assistito ad ottenere i raggi X ed è stato responsabile per la loro accecante ai lettori, garantiti e dei dati non nascosti e comunicato con lo statistico (LS). OCK, BFH e AMA erano tutti i lettori ciechi e hanno partecipato a scrivere il manoscritto. TAL è stata la competenza radiologica, tecnica corretta garantiti e partecipato a scrivere il manoscritto. LS eseguiti calcoli di potenza, statistiche e partecipato a scrivere il manoscritto. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
