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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-69054
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2009/6905/


Metrische Genauigkeit der flat panel volumetric computed tomography und verschiedener Orthopantomographien in der präimplantologischen Diagnostik

Metric precision of flat panel volumetric computed tomography and different orthopantomographic procedures in pre-implantological diagnostics

Höhler, Thomas


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Orthopantomographie , Implantologie , Vergrößerung , Flächendetektorvolumencomputertomographie , Diagnostik
Freie Schlagwörter (Englisch): precision , orthopantomography , fpvct , implantology , diagnostic
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Fachgebiet: Zahnmedizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.03.2009
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 13.03.2009
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Studie wurde die metrische Genauigkeit verschiedener röntgenologischer Verfahren zur präimplantologischen Diagnostik untersucht. Das Standardverfahren der Orthopantomographie und das noch im experimentellen Stadium befindliche Verfahren der Flächendetektor-Volumencomputertomographie (engl. flat panel volumetric computed tomography, VCT) wurden zu diesem Zweck mit realen Schnittpräparaten humaner Unterkiefer verglichen. Im Bereich der Orthopantomographie kamen fünf Geräte sowohl konventioneller als auch digitaler Technik zum Einsatz. Das Hauptaugenmerk lag auf der Darstellung des im Unterkiefer verlaufenden Canalis mandibulae und des crestal befindlichen Knochenangebotes. Insbesondere ist dabei die Distanz von dem Oberrand des Canalis mandibulae zum crestalen Alveolarkammrand von Bedeutung.
Die Untersuchung wurde an 18 Kopfpräparatehälften durchgeführt. An ihnen wurden röntgenopake Marker fixiert, die an definierten Stellen den Vergleich der röntgenologischen Verfahren mit den realen Schnittpräparaten erlaubten. Die röntgenopaken Marker wurden sowohl in horizontaler als auch vertikaler Dimension vermessen. Zusätzlich wurde der Abstand vom crestalen Alveolarkammrand zum Oberrand des Canalis mandibulae bestimmt.
In der vertikalen Dimension variierten bei den fünf Orthopantomographieverfahren die maximalen Vergrößerungsfaktoren von 1,15 bis 1,23.

Für jedes der fünf Orthopantomographieverfahren wurde der durchschnittliche vertikale Vergrößerungsfaktor ermittelt. Die Werte lagen zwischen 1,05 und 1,13.
In der Horizontalen variierten die maximalen Vergrößerungsfaktoren der fünf Orthopantomographieverfahren von 1,16 bis 1,37. Ebenso wurde der durchschnittliche horizontale Vergrößerungsfaktor für jedes der fünf Orthopantomographieverfahren bestimmt. Die Werte lagen zwischen 1,05 und 1,15.
Bei dem Verfahren der VCT unterschieden sich die Werte in der Vertikalen und Horizontalen nur geringfügig von den realen Schnittpräparaten. Der durchschnittliche Vergrößerungsfaktor lag in der Vertikalen bei 1,01, in der Horizontalen bei 1,00.

Aufgrund der Abweichung des maximalen Vergrößerungsfaktors zum durchschnittlichen Vergrößerungsfaktor ist zu empfehlen, dass für die präimplantologische Diagnostik und Planung eine metrische Auswertung von Orthopantomogrammen nicht auf der Annahme konstanter Vergrößerungsfaktoren, sondern auf einem Vergleich mit in situ befindlichen Referenzobjekten basieren sollte.

Innerhalb der präimplantologischen Diagnostik ist besonders die Abstandsmessung vom crestalen Alveolarkammrand zum Oberrand des Canalis mandibulae zu beachten. Hierbei variierte bei den fünf verschiedenen Orthopantomographieverfahren die Nichtbeurteilbarkeit des Oberrandes von 15,3 bis 25,0 %, bei der VCT hingegen lag sie bei 2,8 %.

Bei der Abstandsmessung vom crestalen Alveolarkammrand zum Oberrand des Canalis mandibulae betrug der maximale Vergrößerungsfaktor bei der VCT 1,05. Innerhalb der fünf Orthopantomographieverfahren variierten die maximalen Vergrößerungsfaktoren von 1,34 bis 1,49.
Der maximale Vergrößerungsfaktor der Orthopantomographie bei der Abstandsmessung vom crestalen Alveolarkammrand zum Oberrand des Canalis mandibulae ist damit höher als bei den Vermessungen der eindeutig sichtbaren röntgenopaken Marker.

Bei dem Umgang mit der bildbearbeitenden Software für die Datensätze der VCT-Aufnahmen war subjektiv eine im Vergleich zu anderen dreidimensionalen Röntgentechniken beeindruckende Detailerkennbarkeit festzustellen, insbesondere bei knöchernen Strukturen.

Derzeit ist die VCT im experimentellen Stadium und noch nicht für Untersuchungen am lebenden Menschen zugelassen. Die Größe der zu untersuchenden Objekte ist im Dual-Panel-Mode auf 13,6 cm in der xy-Ebene und 21cm in der z-Richtung beschränkt.

Weitere Untersuchungen hinsichtlich der Strahlenbelastung und der Beurteilbarkeit der Knochendichte stehen noch aus, bevor die VCT eventuell zu einer ergänzenden präimplantologischen Röntgendiagnostik herangezogen werden kann.
Kurzfassung auf Englisch: In the present study the metric precision of different radiological procedures is investigated for their application in pre-implantological diagnostics. For this purpose, standard procedures of orthopantomography as well as the procedure of flat panel volumetric computed tomography (VCT), still in the trial phase, were applied and compared with real preparations of human lower jaw. For the orthopantomography a total of five apparatuses of both conventional and digital technology were applied.

The main focus was on the presentation of the mandibular canal (lower jaw) and the crestally located bone structures. Of particular significance was the distance between the upper edge of the mandibular canal and the crestal alveolar ridge.

The investigation was carried out on 18 preparations of cranial halves. To these radiographical opaque markers were fixed, which allowed for comparison of different radiological procedures with real preparations at defined anatomical sites. Quantification of the radiographical opaque markers occurred in horizontal and vertical dimensions. In addition, the distance between the crestal alveolar ridge and the upper ridge of the mandibular canal were determined.

The maximal augmentation factors of the vertical dimension of the five orthopantomograhic procedures varied in values from 1.15-1.23.
For each of the five orthopantomographic procedures the average vertical augmentation factor was determined. The values ranged from 1.05-1.13.
In the horizontal dimension the maximal augmentation factors of the five orthopantomographies varied in values from 1.16-1.37. Likewise, as carried out for the vertical dimension, the average horizontal augmentation factor was determined for each of the five orthopantomographic procedures. The values were between 1.05-1.15.

In the case of the VCT, the values of the vertical and horizontal dimension displayed only minimal discrepancies from the real preparations of human lower jaw. The average of the augmentation factor for the vertical dimension was 1.01, for the horizontal dimension the average was 1.00. For the purpose of preimplantational diagnostics and planning, it is recommended that because of the deviation of the maximal augmentation factor from the average augmentation factor, any metric validation of the orthopantograms not be based on constant augmentation factors, but instead in relation to in situ.

Regarding the preimplantological diagnostics, particular attention must be paid to the distance between the crestal alveolar ridge and the upper ridge of the mandibular canal. For all five different orthopantomographies the percentage of cases in which it was not possible to evaluate the upper edge of the mandibular canal varied from 15.3-25 %, whereas for the VCT it was only 2.8 %. The measurement of the distance between the crestal alveolar ridge and the upper edge of the mandibular canal displayed a maximum augmentation factor for the VCT of 1.05. Amongst the five orthopantomographies the values of the maximal augmentation factors varied from 1.34-1.49.

The maximal augmentation factor obtained for the measurement of the distance between the crestal alveolar ridge and the upper edge of the mandibular canal was thus higher than that obtained with the clearly visible radiographic opaque markers in the orthopantomographies.

In handling the image software for the datasets of the VCT images, the details identified were impressive when subjectively compared to other three-dimensional radiology techniques, in particular with osseous structures.
Currently, VCT is in pilot phase and it has, as yet, not been licensed as a diagnostic tool. Its limitations lie in the size of its investigational objects, which are restricted in the dual-pane-mode to 13.6 cm for the xy-plane, and to 21 cm for the z-plane.

Further investigations will need to be carried out in the future with regard to the radiation load and assessability of bone density, before VCT can possibly play a part in pre-implantological radiodiagnostics.