simulazione virtuale
Abstract
sfondo
Per studiare le differenze nella minima stimata restanti spessore dentina (RDT) tra radiografie periapicali utilizzando il parallelo e la tecnica di parallasse, dopo la rimozione simulato di strumento rotto dal canale mesiobuccal (MB) del primo molare nel modello di simulazione virtuale. La misurazione 3D è stato preso come standard per il confronto.
Metodi
Trentasei mascellari primi molari sono state scansionate da micro-CT e ricostruito come modello 3 dimensioni (3D). Un frammento virtuale di uno strumento è stato creato all'interno del canale MB nel software. La rimozione dello strumento rotto è stato simulato sia in 3D e 2D di dati. Poi, i modelli di tutti i campioni sono stati sottoposti a misurazione 2D e 3D per il valore più basso (RDT) in ciascuna. Le differenze nei valori tra il parallelo e la tecnica radiografica di parallasse e il valore 3D-RDT sono stati analizzati con due analisi della varianza. Il coefficiente di correlazione intra-classe (ICC) è stato utilizzato per valutare la coerenza delle misure RST tra i due periapicale radiografica e tecniche e l'analisi 3D.
Risultati
Ci è stata significativa differenza tra il valore RDT ottenuto dalla tecnica parallelo e 3D -RDT. Non ci sono state differenze tra RDT ottenuti dalla tecnica di parallasse (ad angolo) e 3D-RDT. Il CPI di valori RST tra tecnica in parallelo e la misurazione 3D erano inferiori a 0.75. ICC tra le radiografie angolate e tecnica 3D era vicino a 0,75. L'angolo orizzontale ottimale per la tecnica di parallasse era di circa 21 °.
Conclusioni
La tecnica di simulazione virtuale in grado di fornire informazioni preziose analisi rischio /beneficio prima della rimozione di uno strumento rotto. radiografie parallele sovrastimano l'attuale rimangono spessore dentina nei canali mesiobuccal di mascellari primi molari, mentre la tecnica parallela darebbe una stima più vicino allo spessore reale ad un angolo di proiezione di circa 21 °.
Parole
rotto strumento di simulazione virtuale periapicale radiografia rimanente dentina spessore Sfondo
preparazione canalare è una fase essenziale del trattamento canalare al fine di pulire e modellare accuratamente i canali. L'introduzione del Rotary nichel-titanio (NiTi) strumenti endodontici ha migliorato l'efficacia del processo rispetto ai manuali dei file in acciaio inox [1], come pure migliorato il tasso di successo del trattamento [2]. C'è una preoccupazione per la separazione di strumento [3], che è stato segnalato a verificarsi più spesso nel canale mesiobuccal dei molari superiori e mesiale canale di molari inferiori, a causa della loro curvatura canale e complessa anatomia [4]. La presenza di un frammento rotto sarebbe ostacolare la pulizia a fondo e sagomatura del canale radicolare, e può influenzare la prognosi a lungo termine del trattamento [5].
Nel considerare la rimozione di strumenti rotti, il medico deve valutare la rischio e prendere in considerazione le possibili complicanze. eccessiva perdita di dentina può aumentare il rischio di perforazione laterale o frattura radicolare [6]. Lo spessore dentina rimanente (RDT) è probabilmente il fattore più importante che influenza la decisione di rimuovere lo strumento frammento, come che contribuisce alla resistenza alla frattura della radice [7, 8]. In genere, la RDT è stimato sulla radiografie periapicali. Secondo Lim e [8] Archivio, 200 a 300 micron di spessore dentina dovrebbe essere presente dopo la preparazione, per sopportare le forze di compattazione durante otturazione per prevenire perforazione o frattura. Se RDT scende sotto un certo valore, sarebbe rischioso tentare la rimozione del frammento. Invece, si può quindi tentare di bypassare lo strumento rotto, o per la pulizia /forma e riempire il canale radicolare fino al frammento [9]. Studi precedenti solito sezionati dente per misurare lo spessore della parete del canale in sezione trasversale [9-11]. Tale metodo è distruttiva, ei campioni non può essere utilizzato per ulteriori studi o come loro controllo. Inoltre, non è facile per confrontare i risultati con altri rapporti, a causa della variabilità del canale radicolare anatomia. Recentemente, micro-tomografia computerizzata (micro-CT) e la tecnica di simulazione virtuale forniscono applicazioni promettenti nel campo della ricerca endodonzia [12, 13]. Micro-CT è un metodo non distruttivo che è stato utilizzato per studiare il tridimensionale (3D) caratteristiche morfologiche di radici e canali radicolari. immagini tomografiche sono ricostruite digitalmente in 3 dimensioni [14]. Simulati 2-dimensionali (2D) radiografie possono essere generati, sulla base di dati di micro-CT per una tecnica di fusione raggio diretto nel software, senza prendere una vera e propria radiografia del [15-17]. Così, si può misurare e calcolare lo spessore dentina dai dati micro-CT 3D e radiografie 2D simulato.
Sebbene radiografie sono ampiamente utilizzati in endodonzia clinici, non sono precisi per determinare l'anatomia principale effettiva, a causa della distorsione e presenza strutture di sovrapposizione. Inoltre, radiografia a pellicola ha il limite di essere proiezione bidimensionale di un oggetto tridimensionale [18]. Per esempio, il processo zigomatico sovrappone tipicamente le radici di primo molare. Così, alcuni dettagli circa l'anatomia della radice possono essere male interpretate o perse, che impediscono la visualizzazione dell'anatomia canalare ed eventuali concavità che possono essere presenti nella superficie radicolare prossimale. Questo potrebbe compromettere il giudizio clinico, soprattutto quando la decisione di rimuovere strumento rotto è interessato. Ci sono pochi rapporti di valutazione e il calcolo dello spessore dentina prima della rimozione di strumento rotto in mascellari primi molari con mezzi radiografici. Lo scopo di questo studio era quello di valutare le misure di spessore della dentina rimanenti basate su parallelo e di parallasse (angolo) dell'immagine radiografica, contro la tomografia 3D, dopo la rimozione virtuale di strumenti rotti dal canale mesiobuccal dei mascellari primi molari.
Metodi
Trentasei primi molari mascellari sono stati selezionati da un insieme di denti umani estratti da un campione di popolazione cinese basata sul apici maturi senza visibile riassorbimento apicale. Dopo la comprensione e il consenso scritto è stato ottenuto da pazienti, i denti estratti sono stati raccolti dalla Cina West Hospital di Stomatologia per l'insegnamento e la ricerca. Il presente studio è stato approvato dal Comitato Etico della Cina West Hospital di Stomatologia, ei molari sono stati selezionati dalla banca denti dell'ospedale. Questi denti sono stati ultrasuoni puliti e conservati in soluzione timolo fino al momento dell'uso. I denti sono stati sottoposti a scansione utilizzando un sistema di micro-CT (microCT-50, Scanco medica, Bassersdorf, Svizzera) con una dimensione voxel isotropico di 30 micron. Tutti i dati acquisiti sono stati elaborati su una workstation HP W 6600 [Hewlett Packard, Palo Alto, CA] con sistema operativo Windows 7. Il pacchetto
MeVisLab (www. Mevislab. De /index) (MeVis Medical Solution, Brema, Germania ) è stato utilizzato, che ha fornito un ambiente visivo programma flusso di dati su una interfaccia grafica utente [19], per costruire una piattaforma di simulazione virtuale per il canale mesiobuccal (MB) di tutti i campioni. Le fasi del flusso di lavoro sono stati simili a quelli descritti in un altro studio [19], e comprendeva le seguenti fasi: (i) a costruire un set di dati 3D dall'immagine digitalizzata molare superiore; (Ii) a 3 mm lungo segmento apicale di dimensioni 25, cono 0.06 strumento endodontico è supposto che essi fratturato nel canale MB e situato a 3 o 5 mm al di sotto dell'orifizio; questo è stato creato virtualmente nel modello ricostruito 3D (Fig. 1b e c); (Iii) il modello dente è stato ruotato a vari angoli utilizzando il "modulo DRR" "isolare" la radice mesiobuccal ruotando il dente modello in modo che non si sovrappone radice palatina; e (iv) immagini simulate x-ray, sia parallelo o angolato (parallasse), sono stati generati per rappresentare le immagini radiografiche ottenute clinicamente con le tecniche, rispettivamente (Fig. 2a-d). Figura. 1 una ricostruzione morfologica di un primo molare mascellare; b & amp; dimensioni c 25 /.06 strumento NiTi 3 mm segmento apicale presume fratturarsi nel canale mesiobuccal con 3 mm e lontano dall'orifizio canale a 5 mm; d utilizzando modificati frese Gates Glidden di creare una piattaforma di messa in scena e CPR punta ad ultrasuoni per trapano dentina una distanza 1,5 millimetri apicale dalla parte coronale del frammento intorno il frammento; e l'accesso al frammento da 3 mm; accesso f per il frammento da 5 mm
Fig. 2 simulata immagine a raggi X per tecnica parallela e parallasse quando rotto strumento di sotto dell'orifizio 3 mm (a, c) e 5 mm (b, d) e misura dal software ImageJ
simulazione virtuale della rimozione del frammento rotto
le procedure cliniche sono stati simulati nel pacchetto Mevislab come segue: in primo luogo, il modello dente realizzato come nello stadio (i) e (ii) di cui sopra. Poi, una versione modificata Gates Glidden frese # 4 è stato utilizzato per preparare, una "piattaforma messa in scena" fino a l'aspetto coronale del pezzo fratturato; una in scala e dimensionalmente corretta immagine 3D dello strumento è stato inserito nel modello nel software (vedi Fig. 1D). Dopo di che, punte a ultrasuoni, (CPR numero 7, Obtura-Spartan, Fenton, MO, USA) sono stati usati per trapano dentina intorno il frammento per 1,5 mm, lungo il frammento (Fig. 1D) per consentire allo strumento rotto per "saltare fuori "del canale o per recuperarla usando un micro-provetta sistema di rimozione strumento (Fig. 1). Il requisito di spazio più conservativa è ipotizzato in questo processo simulato: il diametro della estremità coronale dello strumento rotto (Db) era 0,43 mm per il file rastremata 0,06 e il diametro minimo (D
c) della ultrasuoni CPR a 0.4 mm. Pertanto, in teoria, il diametro del canale creato dalla punta ultrasuoni (D = D b + 2D c) era 1,23 mm. Uno spazio cilindrico del diametro di questo è stato posizionato intorno allo strumento rotto uing "modulo SoTransformerDragger" di MeVisLab (Fig 1e e f.)
Le fasi della simulazione 2D di rimozione dei frammenti sono stati eseguiti nel software ImageJ (http: //. ImageJ . NIH. gov /IJ /). In primo luogo, radiodgraphs simulati sono stati generati con una tecnica diretta raggio di colata dal set di dati 3D. Poi, un rettangolo (4.5 mm x 1,23 millimetri & amp; 6,5 millimetri × 1,23 millimetri), che corrisponde allo spazio per l'accesso in linea retta è stato impostato nel risultante parallelo e immagini a raggi X di parallasse. Uno spazio trepan simile (1,23 mm di diametro) è stato creato dal intorno il frammento (Fig. 2).
Misura della restante spessore di parete del canale
modello di dati di ciascun dente dopo la procedura simulazione è stata sottoposta alla misurazione 3D in Mevislab. Le misurazioni dello spessore della dentina restanti sono state fatte dalla parete del canale radicolare alla superficie esterna della radice lungo la radice utilizzando il "modulo di SurfaceDistance 3D" del software. Queste distanze vengono memorizzate nei nodi di codifica a colori e analisi. Un marcatore 3D è stata posta sulla superficie per permettere la visualizzazione dello spessore dentina là (Fig. 3). Un valore 3D-RDT è stata ottenuta per ciascun dente. Figura. colore-coded 3 3D della distribuzione di spessore residuo dentina attorno allo spazio parallelo stretto dentina radicolare dopo creato una piattaforma di staging quando lo strumento posto in mesiobuccal canale sottostante l'orifizio con 3 mm (a) e 5 mm (b) Profondità
lo spessore della parete del canale 2D è stata stimata sia sul parallelo (Pa-RDT) e la radiografia di parallasse nel software ImageJ. Il valore RDT è stata presa come la distanza minima dal lato del rettangolo sulla superficie della radice esterna Analisi statistica (Fig. 2).
I valori di RST sono stati sottoposti ad analisi a due vie della varianza. Poi, il test t 3Dunnett è stato utilizzato per identificare le differenze tra RDT spessore 3D radiografico e attuale. coefficiente di correlazione intra-classe (ICC) è stato utilizzato per valutare la coerenza tra gli spessori radiografici ed effettivi. Il livello di significatività è stato fissato a p & lt; 0.05. Tutte le analisi sono state effettuate un pacchetto statistico (SPSS 21.0, SPSS Inc., Chicago, IL).
Risultati
Questa piattaforma di simulazione virtuale in grado di fornire un ambiente sicuro per la pianificazione del ritiro di uno strumento rotto in modo interattivo. L'approccio spesso proposto è stata seguita, vale a dire la creazione di una piattaforma di gestione temporanea e quindi troughing intorno il frammento. Lo spazio creato in tale processo è stato simulato in entrambi i set di dati 2D e 3D. misurazioni RST sono stati ottenuti da diverse proiezioni radiografiche e dall'analisi 3D; la media e deviazioni standard sono stati deportati in Fig. 4. Fig. 4 I mezzi e le deviazioni standard per RDT con metodi diversi. 3D-RDT (= 3D rimangono spessore dentina), Pa-RDT (= rimangono spessore dentina ottenuto dalla tecnica parallela), An-RDT (= rimangono spessore dentina ottenuto dalla tecnica angolato), verde e blu sono stati strumento rotto 3 mm e 5 mm sotto l'orifizio (gruppo 3 mm e il gruppo 5 mm)
Per il gruppo con frammento 3 mm al di sotto dell'orifizio, il valore minimo RDT ottenuta dal parallelo tecnica radiografica (1058 ± 216 micron]) era notevolmente superiore a quello della parallasse (angolato) tecnica (An-RDT) (606 ± 155 micron), così come il 3D-RDT (581 ± 159 micron) (p & lt; 0,05). Per il gruppo 5 mm di profondità, An-RDT (389 ± 126 micron) era solo leggermente superiore a 3D-RDT (368 ± 159 micron). La Pa-RDT era (895 ± 220 micron), il cui valore era significativamente maggiore rispetto al precedente due (lt p &; 0,05). Considerando l'effetto della posizione frammento, la RDT minima del gruppo 3 mm di profondità era generalmente maggiore di quella con frammenti situati più profondi (5 mm al di sotto dell'orifizio) nel canale. Non ci sono state differenze tra parallasse radiografia angolata (An-RDT) e il valore di 3D-RDT per entrambe le posizioni (3 mm contro 5 mm sotto il foro) del frammento. I valori ICC di rimanere misurazioni dello spessore della dentina tra la tecnica parallelo e l'analisi 3D erano 0,479 e 0,574 due per le posizioni frammento, rispettivamente. Ha osservato che entrambi i valori erano inferiori a 0,75. L'ICC tra parallasse-RDT e l'analisi 3D erano 0.721 e 0.667 per le due località, che i valori erano vicino a 0,75.
L'angolo di rotazione media dalla tecnica parallelo per ottenere una radiografia di parallasse immagine senza ostacoli della radice mesiobuccal con era 21.06 ± 4,34 °.
Discussione
in un recente sondaggio condotto nel Regno Unito, 85,1% dei dentisti generali e 94,8% di Endodontisti hanno sperimentato frattura di strumenti endodontici [20]. frattura Instrument spesso si verifica in canali stretti e curvi, come il canale mesiobuccal dei molari mascellari [21, 22]. Rimozione di uno strumento fratturato dal canale radicolare è un compito impegnativo. Sufficiente allargamento del canale radicolare coronale al frammento è essenziale per il recupero di successo. Di solito una piattaforma di messa in scena coronale al frammento è preparato per consentire l'accesso in linea retta e dalla vista diretta del frammento sotto il microscopio operatorio. Segue l'applicazione di punte ad ultrasuoni. Se l'applicazione diretta di energia ultrasonica non allenta il frammento sufficientemente per rimuoverlo, quindi vi è la necessità di afferrare e recuperato il frammento con qualche variante di micro-provetta [23].
Gao et al. [19] hanno riportato che il quadro applicazione, sulla base il freeware MeVisLab, permette la ricostruzione 3D e misurazioni di canale radicolare e denti esaminati da micro-CT. La piattaforma di simulazione virtuale in grado di fornire un ambiente sicuro per la pianificazione per la rimozione di strumenti fratturati. radiografie digitali virtuali possono essere generati dai dati micro-CT ricostruiti. Ciò permette di valutare rimanente spessore dentina, stimato radiografie, con la misura dall'analisi 3D servire come standard per il confronto. La piattaforma software in 3 dimensioni ha facilitato la simulazione realistica e valutazione di eventuali variazioni di spessore dentina che si verifica nelle radici, se la procedura clinica dovesse essere eseguito. Questa piattaforma permette anche il confronto di spessore della parete dentina ottenuti da radiografie adottate diverse angolazioni. La tecnica descritta nel nostro studio attuale permette ad ogni radice per servire come il suo controllo e supera il problema di variazione del campione. La piattaforma di simulazione virtuale fornisce informazioni utili e intuitive nell'istruzione e nella ricerca, con un potenziale di estendere alla situazione clinica.
Durante la rimozione di qualsiasi strumento rotto, la riduzione dentina deve essere fatto con attenzione per evitare la perforazione della radice. Quindi, la pianificazione del trattamento dovrebbe includere una valutazione del rischio. Il clinico deve valutare le opzioni di ciascuna di rimuovere il frammento, bypassando, o lasciando il frammento rotto all'interno del canale radicolare. La decisione si basa spesso su informazioni circa lo spessore della parete del canale radicolare, soprattutto quando frattura radicolare o perforazione deve essere evitata. Il rischio di denti trattati endodonticamente di frattura aumenta proporzionalmente alla quantità di dentina rimosso [7]. Esiste una relazione diretta tra rimanere spessore dentina e la forza della radice [24-26]. Così, la conservazione della dentina suono è molto importante durante la rimozione dello strumento rotto. In studi precedenti, i denti sono stati sezionati a uno o più livelli selezionati della radice con misurazioni effettuate in 2D nelle sezioni trasversali [11, 27]. Inevitabilmente, alcune parti della radice sono state distrutte durante il sezionamento e non può essere stabilita. Nel presente studio, tutti i livelli della radice sono stati esaminati in una piattaforma virtuale che anche permesso la quantificazione dello spessore di parete radicolare se un tentativo è stato fatto per lo strumento rotto. Le immagini possono essere color-coded per una facile visualizzazione del risultato, dopo queste manipolazioni perforazione e del solco sono stati effettuati nel dente.
Uno può obiettare che cone beam tomografia computerizzata (CBCT) è una tecnica accurata e non invasiva che può essere applicato nella situazione clinica. Tuttavia, la dose di costo e di radiazioni al paziente deve essere considerato. radiografia periapicale è destinato a rimanere come lo strumento più importante nella pratica clinica, che è un compromesso quando dentina informazioni spessore è interessato. Raiden et al. [18] e Souza et al. [28] hanno valutato la preparazione postale di premolari utilizzando parallelo (bucco-linguale) radiografie, e ha concluso che le radiografie periapicali dopo sovrastimare lo spessore effettivo della parete del canale radicolare. Il nostro studio attuale ha sostenuto la constatazione che in parallelo tecnica radiografica sarebbe sovrastimare la reale RDT. D'altra parte, la tecnica di parallasse sembra dare una stima più vicino o più precisa del reale RDT. Come la radice può visualizzare aspetto diverso in angolo di proiezione varia, la forma proiettata e la curvatura della radice mesiobuccal potrebbero influenzare la misura su una radiografia periapicale. Quando il fascio attraversa il dente ad un certo angolo (come in una tecnica parallela), il dente appare sfuocata nella radiografia. Così, dal angolare i fascio, la forma e la concavità della radice mesiobuccal può essere visualizzata meglio. Questo si riflette nei risultati pellicola angolata (tecnica di parallasse) prodotta misura di spessore che è vicino, ma ancora leggermente maggiore del reale 3D-RDT. Potrebbe essere correlato alla presenza di concavità sulla superficie distale (o furcal) della radice mesiobuccal dei primi molari superiori che non erano visibili radiograficamente e quindi occultati la vera distanza tra la superficie esterna della radice e la parete del canale radicolare. In poche parole, radiografie forniscono una stima troppo ottimistica dello spessore della parete del canale radicolare dentina sull'aspetto Furcal della radice mesiobuccal. Utilizzando una tecnica di parallasse contribuirebbe a ridurre la discrepanza nella stima dello spessore per la valutazione del rischio.
Per l'attuale RDT, il coefficiente di variazione era 0,034 e 0,049 nei due gruppi frammento-posizione (3 e 5 mm). Quando questo coefficiente era piccolo, che il valore CPI non sarebbe elevato [29]. I valori di misura ICC RDT tra radiografia parallasse e analisi 3D erano vicini a 0,75 nel presente studio, suggerendo che la tecnica di parallasse può fornire una migliore previsione del spessore reale. Gli spessori stimate con questi due metodi erano più vicini l'uno all'altro, ed erano significativamente differente da quella ottenuta dalle radiografie parallelometro. Così, una radiografia angolata dovrebbe essere presa quando un tentativo di rimuovere lo strumento rotto dal canale MB di molare mascellare è contemplato.
Cambiare l'angolazione della sorgente di radiazione può aiutare a determinare la presenza di root o striscia di perforazione [30] , radici aggiuntivi, la localizzazione di pathosis periradicolare, e altre strutture anatomiche. Le radiografie parallasse possono evitare il problema di sovrapposizione strutture in una certa misura. Per esempio, l'angolo migliore avrebbe mostrato la radice MB chiaramente, separare dalla radice disto-buccale e palatale. Nel presente studio, questo angolo di offset orizzontale era di circa 21 °. Questa può essere una guida per il radiologo o clinici di fronte a uno strumento rotto in una tale situazione. Morfologicamente, l'anatomia della radice MB di primo molare mascellare era complesso, con una elevata incidenza di canali MB2, istmi, canale accessorio, delta apicale e anello [31]. curvature canalari sono più evidenti nel canale MB, in cui si verificano molti casi di frattura dello strumento. Nella parte coronale, il Furcal [vale a dire distale] parete della radice MB è piuttosto sottile e, spesso, è molto più sottile rispetto alla parete mesiale a livello simile [32]. Rendendosi conto che le radiografie endorali si sopravvalutare la RDT sarebbe utile per i medici di prendere decisioni durante le procedure cliniche; la tecnica di parallasse è più preciso di tecnica parallela a questo proposito.
Conclusioni
In conclusione, sulla base di piattaforma di simulazione virtuale, la minima rimanente spessore della dentina dopo il tentativo di rimuovere uno strumento frattura risente l'angolo di proiezione, la posizione dello strumento fratturato. C'era un alto rischio di perforazione nel terzo medio del canale mesiobuccal nel primo molare mascellare. Anche se i risultati di modelli di simulazione virtuali non possono sempre completamente estrapolare alla situazione in vivo /paziente, possono fornire informazioni preziose analisi rischio /beneficio prima della rimozione di uno strumento separato. Per valutare la RDT durante rimozione strumento rotto in mascellari primi molari, radiografie parallele sopravvalutano attuale rimangono spessore dentina e la tecnica angolati erano significativamente più accurata rispetto tecnica parallela quando l'angolo di 21 °. Fornisce informazioni di riferimento per endodontists e radiologi
abbreviazioni
RDT:.
Rimanete spessore dentina
MB:
mesiobuccal
3D:
3 dimensioni
ICC:
coefficiente di correlazione intra-classe
NiTi :
nichel-titanio
Micro-CT:
tomografia micro-calcolata
Pa-RDT:
Remain spessore dentina ottenuto dalla tecnica parallela
An-RDT:
Rimanere spessore dentina ottenuto dalla tecnica angolato
CBCT:
Cone beam tomografia computerizzata
Dichiarazioni
Ringraziamenti
Questo studio è stato sostenuto dal National Science Foundation naturale della Cina (n 81200781 e No.11272226). Gli autori negano eventuali conflitti di interesse relativi a questo studio.
Competere interessi
Gli autori dichiarano di non avere interessi in gioco.
Contributi degli autori
QY effettuato gli studi, ha eseguito l'analisi statistica e redatto il manoscritto. YG concepito lo studio, DM e XD ha partecipato alla sua progettazione e il coordinamento. GC e YS fornite indicazioni cliniche e ha contribuito a redigere il manoscritto. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
