f to Digital Volume Tomography Digitale transversale ... · phie, Radiologie des Gesichtsschädels Von der Panoramaschicht-aufnahme bis zur digitalen Volumentomographie Das Panoramaschichtverfahren,

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Zusammenfassung

Mit digitalen transversalen Schichtauf-nahmen (TSA) als Zusatzprogramm derPanoramaschichtgeräte und der digitalenVolumentomographie (DVT) sind Auf-nahmen des Gesichtsschädels in mehre-ren Ebenen möglich geworden. Beide Ver-fahren, TSA und DVT, ergänzen sich. Siesollten mit entsprechend rechtfertigenderIndikation für entsprechende Fragestell-ungen in der Zahn-, Mund- und Kiefer-heilkunde aus diagnostischen und foren-sischen Gründen eingesetzt werden. DasCT sollte aus strahlenhygienischen Grün-den nur noch bei komplexen Fragestellun-gen des Gesichtsschädels mit Weichteil-beteiligungen und in der Tumordiagnostikeingesetzt werden.

Schlüsselwörter: Panoramaschicht-technik, digitale transversale Schicht-aufnahme, digitale Volumentomogra-phie, Radiologie des Gesichtsschädels

Von der Panoramaschicht-aufnahme bis zur digitalenVolumentomographie

Das Panoramaschichtverfahren, das1949 von Paatero in Finnland vorgestelltwurde, hat 10 Jahre später als Orthopan-tomographie die Röntgendiagnostik inder Zahn-, Mund- und Kieferheilkunderevolutionär verändert. Diese klassischePanoramaschichtaufnahme ist aus demzahnmedizinischen und kieferchirurgi-schen Alltag seitdem nicht mehr wegzu-denken. Wiederum in Finnland wurde 1974 be-gonnen, die Panoramaschichttechnik fürandere Regionen des Gesichtsschädelsweiter zu entwickeln, indem man einenOrthopantomographen in einen Panto-mographen technisch umfunktionierte.Statt mit drei Drehkreisen arbeitete dasneue Gerät mit Ablaufbahnen, die nureinen Drehpunkt besaßen, ähnlich wiePaatero 1949 begonnen hatte. Es warjetzt zum ersten Mal möglich, nebendem Orthopantomogramm auch Auf-nahmen von anderen Bereichen des Ge-

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International Journal of Computerized Dentistry 2003; 6: 129–140

Summary

With digital transversal slice imaging(TSI) as a supplementary program topantomographic devices and digital vol-ume tomography (DVT), images of theviscerocranium are now possible in sev-eral planes. The two procedures, TSI andDVT, are complementary. They should beapplied where the indication justifies it indentistry and maxillofacial surgery fordiagnostic and forensic purposes. To min-imize patient exposure to radiation, com-puter tomography (CT) should only beused in complex situations of the visce-rocranium where soft tissues are involvedor in tumor diagnosis.

Key words: pantomographic slicetechnique, digital transversal sliceimaging (TSI), digital volume tomo-graphy (DVT), radiology of the facialskeleton

Digital Transversal Slice Imaging in Dental-maxillofacial Radiology: From Pantomographyto Digital Volume Tomography

A. Fuhrmann / D. Schulze / U. Rother / M. Vesper

Digitale transversale Schicht-verfahren in der dento-maxillo-fazialen Radiologie

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Background and overview

Pantomography, which was presentedin Finland by Paatero in 1949 andapplied 10 years later as the orthopan-tomogram, revolutionized dental x-raydiagnostics. The classical pantomo-gram plays an integral role in both den-tistry and oral and maxillofacialsurgery. In 1974, Finland once again pio-neered the further development ofpantomography for application inother regions of the facial skeleton. Theorthopantomogram was technicallyaltered to a pantomograph. Instead ofthe rotation being comprised of threecircles, the new devices only have oneaxis of rotation, similar to the tech-nique presented by Paatero in 1949.With this innovation, it was possible toimage other regions of the facial skele-ton along with the orthopantomo-gram. The result of this technical alter-ation or new development was ZonarcPantomography (Palomex, Finland).This device, which has been in use since1982, is suited for the imaging ofpatients in a reclining position, makingit ideal for image modalities under clin-ical conditions. Due to the numerousprograms available for imaging the TMJ,the mid-facial region, the cervical spinalcolumn, optical foramen, and the mid-dle ear, it enables the imaging of theentire facial skeleton based on the prin-ciple of pantomography. Only a fewyears later, with the advent of theScanora (Soredex, Finland) anotherradiographic device with numerousadditional programs was available,which was also capable of imaging theentire facial skeleton as well as classicaltomography.9,10,16

In comparison to the Zonarc, theScanora is capable of producing trans-versal slices (TSA), a feature which waspreviously restricted to larger devices.

Both systems were introduced at atime where computed tomographybegan to displace classical tomography,decreasing the availability of the largeconventional tomography. In turn, theZonarc and Scanora also contributedto this displacement. One of the con-sequences of this development wasthat dentists and maxillofacial surgeonsalike were now able to image and eval-uate disorders of the head and neckregion. Since the systems do notrequire a separate generator, the sub-sequent installations proved unprob-lematic and relatively inexpensive.Nonetheless, it took another 10 yearsbefore smaller pantomographs, uti-lized in private practices, were upgrad-ed with corresponding programs.The Orthophos (Sirona, Germany) forexample, features special programs forimaging of the maxilla and mandibleand TMJ, with special orbital rotationsfacilitating imaging of the mid-facialregion. A special feature is the capabil-ity to produce transversal slices basedon the pantomographic slice tech-nique.2

Other manufacturers followed withsystems equipped with similar pro-grams. As a result, classical orthopan-tomography evolved into a multifunc-tional system capable of imagingpractically the entire maxillofacialregion.

Technical details of modern multifunctionalpantomography

The modern multifunctional systemsare based on either the principle of thepantomographic slice technique or ona combination of the above and classi-

cal tomography. Common to all sys-tems is the ability to produce a panto-mogram or orthopantomogram. Thisprojection with the orthoradial imag-ing of the teeth and accompanying jawis still of utmost importance and noother system or imaging modality hasmanaged to displace it. In the future,certain improvements would be desir-able; some are being realized current-ly, eg, special projections for the imag-ing of teeth with a constant factor ofmagnification, partial imaging of thejaws or of the anterior tooth regionwhich is usually associated with distor-tions, especially in the transition zonebetween the canine and premolarregion. The imaging of the TMJ and theproduction of transversal slices variesfrom manufacturer to manufacturer,supplying different programs and/orbased on different techniques.The Orthophos (Sirona, Germany) iscapable of producing all images, thetransversal slice included, on the basisof the pantomographic slice technique.The other manufacturers make use ofclassical tomography for attainingtransversal slice images, in which a dis-tinction must be made between linear(Veraviewepcos, Morita, Japan) andspiral (Cranex Tome, Soredex, Fin-land) blurring. In comparison to classi-cal tomography, which is capable ofproducing 1- to 2-mm-thick slices, mod-ern pantomography can only produceslices of 5 to 8 mm thickness. The plan-igraphic angle, due to technical limita-tions, cannot exceed 15 degrees, mak-ing slices of 1 to 2 mm thicknessimpossible. The pantomography hasone peculiarity. Contrary to conven-tional tomography, the slice thicknessis determined by the width of the slitaperture and the radius of the orbit.To obtain thinner slices, comparable tothose from 15-degree conventional

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forPublicationsichtsschädels mit der Panoramaschicht-

technik anzufertigen. Das Ergebnisdieser technischen Umrüstung undNeuentwicklung war das Panorama-schichtgerät Zonarc (Palomex, Finn-land). Dieses Gerät, das ab 1982 zumEinsatz kam, ist für liegende Patientengeeignet und daher ein ideales Panora-maschichtgerät für den klinischen Ein-satz. Durch die vielen Programmabläufefür die Kiefergelenke, das Mittelgesicht,Halswirbelsäule, Foramen opticus undMittelohr konnte zum ersten Mal miteinem Panoramaschichtgerät praktischder gesamte Gesichtsschädel dargestelltwerden. Nur wenige Jahre später kam mit demScanora-Schichtgerät (Soredex, Finn-land) ein weiteres Röntgengerät aufden Markt, das neben der klassischenPanoramaschicht über diverse Zusatz-programme zur Darstellung des ge-samten Gesichtsschädels verfügte. Im Gegensatz zum Zonarc-Panorama-schichtgerät sind mit dem Scanora zumersten Mal transversale Schichtaufnah-men (TSA) möglich, die vorher nur mitgroßen klassischen Schichtgerätenangefertigt werden konnten. 9,10,16

Beide Geräte kamen zu einer Zeit aufden Markt, als die Computertomogra-phie begann, die klassische Tomographiezu verdrängen und die großen konven-tionellen Schichtgeräte immer wenigerzur Verfügung standen. Mit der Ein-führung der beiden Panoramaschicht-geräte Zonarc und Scanora wurde somitein Ersatz für die konventionellen Groß-geräte der Verwischungstomographiegeschaffen. So wurde es auch möglich,dass die verschiedenen radiologischenFragestellungen aus unserem Fachge-biet weiterhin durch den Zahnarztoder MKG- Chirurgen beantwortetwerden konnten.Die Besonderheit dieser beiden Neu-entwicklungen besteht darin, dass kein

separater Generator nötig ist, sodassdiese Geräte ohne große Problemeund Zusatzkosten installiert werdenkonnten. Es dauerte weitere zehn Jahre bis auchdie kleineren Panoramaschichtgerätein den Praxen mit Zusatzprogrammenausgestattet wurden. Der Orthophos(Sirona, Deutschland) z.B. verfügt überSpezialeinstellungen für den Ober- undUnterkiefer, mehrere Kiefergelenk-programme und Ablaufbahnen für dasMittelgesicht. Als Besonderheit wurdezum Ersten die Möglichkeit angeboten,mit der Panoramaschichttechnik trans-versale Schichtaufnahmen anzuferti-gen.2 Andere Hersteller folgten miteiner ähnlichen Programmvielfalt inihren Panoramageräten. In den letzten10 Jahren wurden so aus dem klassi-schen Orthopantomographen Multi-funktionsgeräte, die den größten Teilder radiologischen Fragestellungen ausder ZMK-Heilkunde beantwortenkonnten.

Technische Ausstattungder modernen Panorama-Multifunktionsgeräte

Die modernen Multifunktionsgerätearbeiten entweder nach dem Prinzipder Panoramaschichttechnik, oderaber aus einer Kombination von PSAund klassischer Tomographie.Gemeinsam ist allen, dass sie ein Pro-gramm für die klassische Panorama-schichtaufnahme, dem Orthopantomo-gramm, haben. Diese Aufnahme zurorthoradialen Darstellung der Zähnesowie der angrenzenden Kieferregionenist durch kein anderes Aufnahmever-fahren ersetzbar. Wünschenswert undschon zum Teil auch realisiert sind

Spezialprogramme für eine Abbildungder Zähne mit einheitlichem Ver-größerungsfaktor, für Teilregionen desKiefers oder aber für den Frontzahnbe-reich, der in der Regel mit Verzerrun-gen besonders in der Übergangszonevon der Eckzahn- zur Prämolarenre-gion gekennzeichnet ist. Die anderen Zusatzprogramme, näm-lich Kiefergelenk und transversaleSchichten, basieren bei den verschiede-nen Herstellern auf unterschiedlichenTechniken.Im Orthophos (Sirona, Deutschland)werden alle Aufnahmen einschließlichtransversale Schichtaufnahmen mit demPanoramaschichtprinzip realisiert. Dieanderen Hersteller verwenden für dietransversalen Schichtaufnahmen diekonventionelle Tomographie. Hier mussunterschieden werden zwischen linea-rer (Veraviewepocs, Morita Japan) undspiralförmiger Verwischung (Multiscan,Soredex Finnland).Im Gegensatz zu den klassischen To-mographiegeräten, mit denen Schicht-dicken von 1–2 mm erzeugt werdenkonnten, ermöglicht die technischeAusstattung der heutigen Praxisgerätenur Schichtdicken zwischen 5–8 mm.Der Verwischungswinkel beträgt austechnischen Gründen nicht mehr als15°, sodass dünne, nur 1–2 mmSchichten nicht mehr erzielt werden. Eine Besonderheit in Bezug auf dieSchichtdicke stellt das Panorama-schichtverfahren dar. Im Gegensatzzur konventionellen Tomographiewird die Schichtdicke bei der PSA überdie Breite der Schlitzblende und denRadius der Ablaufbahn geregelt. Umdünnere Schichten, entsprechend den15° der konventionellen Schichtgerätezu erreichen, muss die Schlitzblendevon 1 mm auf 5 mm verbreitert wer-den. Werden transversale Schichtenmit einer 1 mm schmalen Schlitzblende

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forPublicationtomography, the aperture width needs

to be increased from 1 mm to 5 mm.If–regardless of this–transversal sliceimaging is performed with a 1-mm-wide slit aperture, the obtained imagesdo not allow diagnostic evaluation dueto poor quality. On the other hand, ifslices of 15-degree conventional tomog-raphy are compared to those obtainedfrom a pantomograph with a 5-mm-wideslit aperture, slices of similar thicknessare obtained (2 to 8 mm).3,18

Possibilities and indicationsfor transversal slice images

Images in 2 planes are important froma therapeutic and a forensic point ofview. This holds true not only for theremoval of mandibular wisdom teethor prior to dental implantation. Onlythe projection in 2 planes or a 3-dimen-sional reconstruction of large defectsand the adjacent region provide ade-quate visualization, markedly con-tributing to the safety of operations. Inaddition, the Radiology Act stipulatesthat the indication for imaging must bejustified. This legally binds the doctoror dentist to assess prior to imagingwhich system is most suitable in termsof minimal detrimental health effectsby minimal dose exposition. In dailyroutine, this means the following sys-tems have to be taken into considera-tion: conventional or digital transversalslice images, digital volume tomogra-phy (DVT), and computed tomogra-phy (CT). Currently, DVT can oftenreplace CT for examinations in thedento-maxillofacial region.All of the multifunctional pantomo-graphs are capable of producing digitaltransversal slice images. Most systems

require memory films or foils to facili-tate digital imaging, since the techniqueis based on conventional tomographywith corresponding beam collimation.These sensors are readily available butvery costly. The sensor can only beused for the slit-aperture technique(pantomography). Moreover, a slitaperture with a width of 5 mm is a pre-requisite to facilitating the necessaryblurring effect as described above.With the introduction of transversalslices in dental imaging, the range ofdiagnostic alternatives that we have atour disposal has increased. The lowacceptance of transversal slice imagingis likely due to the necessary alterationsof the multifunctional pantomographsthat are needed (change of the prima-ry and secondary aperture, use of spe-cial splint supports for correct posi-tioning of the upper and lower jaws),as well the fact that most practitionersare not familiar with the obtainedimages. Since the skills needed for theevaluation of a pantomogram are equalto those needed for transversal sliceimages, few or no objective reasonsseem to justify the rejection of this sys-tem; rather, the practitioners and nurs-es require training in the handling ofthis imaging modality.

Indications for transversal sliceimages

Indications for a second plane projec-tion, ie, an image perpendicular to thepantomogram, are numerous in theoral and maxillofacial region. The oftensmall structures and the close proxim-ity make a second image necessary toachieve a 3-dimensional impression ofthe object of interest. Next to thetopographic element, the forensicaspect plays an increasing role (Figs 1and 2).With this is mind, the following indica-tions result:

1) Imaging of the nerve canal in themandibular wisdom tooth region

2) Impacted maxillary and mandibularcanines and premolars

3) Determination of the relationshipof the root apex to the maxillarysinus of maxillary teeth

4) Pathological alterations of the alve-olar recesses of the maxillary sinus(Figs 3 and 4)

5) Implant diagnostics and planning inthe maxilla and mandible

6) Cystic lesions and the relation totheir surroundings (Figs 5 to 8)

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Fig 1 Occlusal image of anterior maxil-lary region, teeth 21 and 22 exhibitfilled roots.

Abb. 1 Okklusalaufnahme derOberkieferfront mit zwei

wurzelgefüllten Zähnen 21 und 22.

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erzeugt, sind sichere diagnostischeAussagen nicht möglich. Vergleichtman den Verwischungseffekt der Ge-räte mit konventioneller Tomographiemit 15° und der PSA mit breiter Blendevon 5 mm, dann werden klinisch ähnlicheSchichtdicken erreicht (2–8 mm).3,18

Möglichkeiten undIndikationen für transversaleSchichtaufnahmen

Aus therapeutischer und auch forensi-scher Sicht sind Aufnahmen der zwei-ten Ebene von großer Bedeutung. Dasgilt für die Weisheitszahnentfernungim Unterkiefer genauso wie vor derImplantation. Nur eine Darstellung inzwei Ebenen oder bei größeren Pro-zessen durch 3D-Rekonstruktionendes Operationsgebietes macht einensicheren komplikationslosen Eingriffmöglich. Andererseits schreibt dieRöntgenverordnung eine rechtferti-gende Indikation vor. Diese ver-pflichtet den fachkundigen Arzt oderZahnarzt vor jeder Röntgenunter-suchung Verfahren mit geringererDosis, aber vergleichbarem gesund-

heitlichen Nutzen zu berücksichtigen.In der Praxis bedeuten diese beidenEckpfeiler, dass im Bereich der Zahn-,Mund und Kieferheilkunde zwischender transversalen Schicht, konventio-nell oder digital, der digitalen Volumen-tomographie und der Computertomo-graphie entschieden werden muss.Nach dem derzeitigen Stand der Tech-nik kann die DVT das CT bei den meis-ten Fragestellungen in unserem Fachge-biet ersetzen.Digitale transversale Schichtaufnah-men sind mit allen auf dem Markt be-findlichen Panoramamultifunktionsge-räten mit Zusatzprogrammen möglich.Die meisten Geräte können allerdingsnur mit Speicherfolien digital betriebenwerden, da sie unter Anwendung derkonventionellen Tomographie mit ent-sprechend großen Ausblendungenarbeiten. Sensoren dieser Größe sindzwar verfügbar, aber sehr teuer. Nur beiausschließlichem Einsatz der Schlitz-blendentechnik PSA können SensorenVerwendung finden. Hier muss aller-dings darauf geachtet werden, dass einebreite Schlitzblende angeboten wird.Nur sie allein, wie oben beschrieben,garantiert einen größeren Verwi-schungseffekt. Mit Einführung der transversalen Schich-

ten in die zahnärztliche und kiefer-chirurgische Praxis wurde die Palette andiagnostischen Möglichkeiten deutlicherweitert. Die geringe Popularität derTSA lässt sich auf die für die Aufnahmenotwendigen Veränderungen am Multi-funktionsgerät (Auswechseln derPrimär- und der Sekundärblende, Ein-satz von speziellen Aufbisshilfen undZentriereinrichtungen für den Ober-und Unterkiefer) sowie die für den Be-trachter ungewohnte Bildwiedergabezurückführen. In Anbetracht der Tat-sache, dass zur Erstellung und Befun-dung einer PSA ein ebenso entsprechen-des Know-how vorliegen muss, kann diesjedoch nicht als Argument gegen die TSAvorgebracht werden. Es ist vielmehr eineWeiterbildung sowohl für Helferinnenals auch für Zahnärzte auf diesem Sek-tor anzustreben.

Indikationen für transversaleSchichtaufnahmen

Indikationen für eine zweite Ebene,d.h. eine Aufnahme, die einen Befundim rechten Winkel zur PSA darstellt,finden wir in der Zahn-, Mund- undKieferheilkunde reichlich. Allein durchdie oft geringe Größe und die engenNachbarschaftsverhältnisse wird einezweite Aufnahme nötig, um sich denBefund in seiner räumlichen Aus-dehnung vorstellen zu können. Nebendieser topographischen Zuordnungspielt in immer größerem Maße auchdie forensische Seite eine große Rolle(Abb. 1 und 2).Unter diesen beiden Aspekten lassensich folgende Indikationen für die TSAbeschreiben:

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Fig 2 Digital TSA (Orthophos, Sirona): the expansion of the excess root fillingmaterial into the maxilla is visible only in the 2nd plane.

Abb. 2 Digitale TSA (Orthophos, Sirona): Die Ausdehnung des überstopftenWurzelfüllmaterials in den Oberkiefer wird erst in der 2. Ebene sichtbar.

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Digital transversal sliceimages

Digital radiography was introducedinto dentistry at the end of the 1980s.At first, only intraoral sensors wereavailable, and were later complement-ed by digital pantomography. Afterhaving overcome the initial technicalproblems and poor picture quality, dig-ital imaging currently plays a significantif not leading role in imaging of the oraland maxillofacial region. The digitalimages are obtained via memory filmsor special sensors. The required dosesin both systems are similar, as is the pic-ture quality, both serving equally wellin the diagnostic interpretation of thedata. However, the data processingvaries. In the sensor technique, theimages can be projected onto a moni-tor without much delay, whereas thememory films need a special device,similar to a developing machine, intowhich it is laser scanned. The film isfixed on a cylinder, and depending onthe quality of the scanner, the data istransformed within 4 to 8 min, makingit a time-consuming procedure. Sincethe two systems are available, all den-tal imaging systems can basically be re-equipped to allow digital imaging. Dur-

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Fig 3 Digital OPG (Orthophos,Sirona): excess root filling material inthe left maxillary sinus, originating fromtooth 26.

Abb. 3 Digitales OPG (Orthophos, Sirona):

Überstopftes Wurzelfüllmaterial in der linken Kieferhöhle ausgehend

von dem Zahn 26.

Fig 4 Digital TSA (Orthophos, Sirona): TSA shows the exact location of the for-eign body in the left basal maxillary sinus.

Abb. 4 Digitale TSA (Orthophos, Sirona): Die TSA zeigt die genaue Lage des Fremdkörpers in der linken basalen Kieferhöhle.

Fig 5 Digital OPG (Orthophos, Sirona): radicular cyst in the left mandible, origi-nating from the filled root of tooth 37.

Abb. 5 Digitales OPG (Orthophos, Sirona): Radikuläre Zyste im linkenUnterkiefer ausgehend von dem wurzelgefüllten Zahn 37.

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forPublication1. Darstellung des Nervkanals am

retinierten Weisheitzahn desUnterkiefers

2. Retinierte Eckzähne und Prämo-laren im Ober- und Unterkiefer

3. Beziehung der Apizes der Ober-kieferzähne zur Kieferhöhle

4. Pathologische Veränderungen imRezessus alveolaris der Kieferhöh-le (Abb. 3 und 4)

5. Implantatdiagnostik im Ober- undUnterkiefer

6. Ausdehnung von zystischen Pro-zessen und ihre Beziehung zu ihrerUmgebung (Abb. 5 bis 8).

Digitale transversaleSchichtaufnahmen

Das digitale Röntgen wurde Ende derachtziger Jahre in die Zahnheilkundeeingeführt, zunächst intraoral, späterauch für die Panoramaschichttechnik.Nach anfänglichen technischen Proble-men und nicht ausreichender Bildquali-tät haben sich die digitalen Systeme inder Zahn-, Mund- und Kieferheilkundeinzwischen durchgesetzt. Die digitalen Röntgenbilder werdenentweder mit Speicherfolien oder Sen-soren angefertigt. Der Dosisbedarf istetwa gleich und auch qualitativ sindkeine wesentlichen, die Diagnostik be-einträchtigenden Unterschiede zwi-schen beiden Systemen festzustellen.Lediglich der Arbeitsablauf ist ver-schieden. Während mit der Sensor-technik die Bilder ohne lange Zwi-schenschritte schnell auf dem Monitorerscheinen, muss die Speicherfolie,ähnlich wie in einer Entwicklungsma-schine, mit einem Laserscanner ausge-lesen werden. Dazu wird die Folie ineine Trommel gespannt und etwa 4–8

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Fig 6 Digital TSA (Orthophos, Sirona): In the TSA image, the linguo-buccal expan-sion is visible, and the position of the nerve canal is represented caudo-lingually asa circular, sharply delineated dark area.

Abb. 6 Digitale TSA (Orthophos, Sirona): Auf der TSA-Aufnahme ist die linguo-bukkale Ausdehnung zu erkennen und die Lage des Nervkanals,

der sich caudo-lingual als kreisförmige, scharf begrenzte Aufhellung darstellt.

Fig 7 Digital OPG (Orthophos, Sirona): follicular cyst in the right gonial angle,originating from impacted and transposed tooth 48.

Abb. 7 Digitales OPG (Orthophos, Sirona): Follikuläre Zyste im rechten Kiefer-winkel ausgehend von dem retinierten und verlagerten Zahn 48.

Fig 8 Digital TSA (Orthophos, Sirona): the cyst has lingually and buccally thinnedthe mandibular corticalis. The nerve canal is seen buccal to the cyst as a narrow,darkened stripe.

Abb 8 Digitale TSA (Orthophos, Sirona): Die Zyste hat die Korticalis desUnterkiefers lingual und bukkal ausgedünnt. Der Nervkanal stellt sich bukkal der

Zyste anliegend als schmales Aufhellungsband dar.

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forPublicationing the visualization of transversal slice

images, it has to be kept in mind that ifthe pantomographic slice principle isemployed, a slit aperture with a cor-responding width is a prerequisite forimages of high quality. Currently, onlythe Orthophos (Sirona, Germany),with a 5-mm-wide slit aperture fulfilsthese requirements. The Promax(Planmeca, Finland) on the other handhas only a 1-mm-wide slit aperture. Ifthe system which is used to acquiretransversal slice images uses conven-tional tomography as the operatingprinciple, regardless of the modus (lin-ear or spiral), then digital imaging canonly be achieved using memory films.As a consequence, when evaluatingwhich system should be acquired orpurchased, the compatibility withother components has to be taken intoconsideration. When confronted withdeciding whether memory film or sen-sor technique should be implemented,the pros and cons associated withtransversal slice imaging should play adominant role in the decision making.

New radiological develop-ments in imaging of theoral and facial region

With the introduction of digital volumetomography to dentistry in 1997,another component has been added tothe existing conventional and digitalmultifunctional imaging systems. As aresult, practically all radiologicalqueries arising in the oral and maxillo-facial region can be answered usingdental radiographic systems. The useof computed tomography, given theradiation exposure and costs involved,should be restricted to only a few indi-

cations, especially traumatological andoncological in nature.

The principle of DVT

Contrary to computed tomography, indigital volume tomography the entirevolume of the object of investigation isradiated and registered using a conebeam (cone beam technique). Depend-ing on the system, from 360 angle posi-tions (ie, 360 shots are taken, each 1degree farther than its predecessor,completing a circle) the body is radiat-ed with the digital detector registeringthe data. The raw data is primarilyreconstructed, giving rise to axial slicesfrom which subsequent reconstruc-tions in all planes or 3 dimensionalimages can be obtained.1,8,14

Indication for DVT

Digital volume tomography is especial-ly indicated in those cases where theconventional transversal slice imagesare unable to sufficiently highlight aregion of interest. Hence, the indica-tion for the use of the DVT is similarto that for TSA, although due to thevarious technical modalities, DVT iscapable of highlighting more complexfindings. Additionally, with the numer-ous reconstruction possibilities avail-able and the fact that the entire volumeis digitally assessed, it must be empha-sized that 3-dimensional reconstruc-tions of the entire facial skeleton arepossible (Figs 9 to 17).4,5,6,7

Radiation exposure

Based on investigations of the radiationexposure during mid-facial imagingusing pantomography, radiation dosesfrom 0.4 to 0.5v mGy have to beexpected.15 Other investigations foundmaximal doses of 0.25, 0.61, 0.65mGy.11,12 The mean energy dose of theTSA lies just above these values.17 Themean energy dose of a DVT lies at 5mGy, whereas a multislice spiral CTwith modified exposition parametersemits 10.5 mGy.13

These differences underline the impor-tance of stringent indications for diag-nostic radiation exposure. Currently, itis the subject of much debate as towhich system is best suited for certainexaminations. Almost the entire scopeof radiological findings concerning theoral and facial region can be visualizedwith one of the systems mentionedabove. It must therefore be empha-sized that computed tomographyshould only be implemented in trau-matology and oncology, making it thusimportant in maxillofacial surgery aswell.During planning prior to dental implan-tation, computed tomography isbecoming increasingly unnecessary,especially since an alternative system,DVT, exists. The advantages ofreduced radiation exposure and costshave been proven in the past. This is ofutmost importance during the evalua-tion of these 2 systems.

Conclusion

Dental radiology involves the imagingof the entire facial skeleton. This is facil-itated by the combination of numerous

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forPublicationMinuten je nach Qualität dem Lese-

gerät ausgesetzt. Dieser Vorgang wirdhäufig als lästig und zeitraubend emp-funden. Da diese beiden Techniken zur Verfü-gung stehen, können mit allen zahn-ärztlichen Röntgengeräten grundsätz-lich digitale Aufnahmen angefertigtwerden. Bei digitalen transversalen Schichtauf-nahmen, die mit dem Panorama-schichtprinzip erzeugt werden, mussdarauf geachtet werden, dass das Ge-rät über eine breite Blende verfügt.Zur Zeit arbeitet lediglich der Ortho-phos (Sirona, Deutschland) mit einer5 mm breiten Blende, während dasPromax-Panoramaschichtgerät (Plan-meca, Finnland) lediglich über eineschmale 1 mm breite Blende verfügt. Arbeitet ein Gerät zur Erzeugung dertransversalen Schichten mit der kon-ventionellen Tomographie, egal ob line-ar oder spiralförmig, dann sind digitaleAufnahmen nur mit der Speicherfoliemöglich. Es ist also wichtig bei derEntscheidung für ein System, ob dieKomponenten in den gesamten Rönt-genbetrieb passen. Da die erste Frageimmer sein wird, ob digitales Röntgenmit Sensortechnik oder aber Speicher-folientechnik betrieben werden soll,müssen gerade bei den transversalenSchichten Vor- und Nachteile genaues-tens abgewogen werden.

Aktuelle röntgenologischeEntwicklungen in der Zahn-,Mund- und Kieferheilkunde

Mit der Einführung der digitalen Volu-mentomographie in die Zahnheilkundeim Jahre 1997 wurden die bestehendenkonventionellen und digitalen Kombina-

tionsgeräte ideal ergänzt, so dass nun-mehr bis auf wenige Ausnahmen alleradiologischen Fragestellungen in derZahn-, Mund- und Kieferheilkunde mitzahnärztlichen Röntgengeräten beant-wortet werden können. Die Computer-tomographie sollte auf Grund ihrerhohen Strahlendosis und aus Kosten-gründen nur noch in besonderen Fälleneingesetzt werden. Hierzu gehört dieTraumatologie und die Tumordiagnos-tik.

Prinzip der DVT

Bei der digitalen Volumentomographiewird im Gegensatz zur Computerto-mographie das gesamte Volumen desaufzunehmenden Bereiches durch einkegelförmiges Strahlenbündel (Cone-Beam-Technik) erfasst. Dabei werdenje nach System aus bis zu 360 Winkel-positionen Durchleuchtungsaufnah-men von einem digitalen Detektoraufgezeichnet. Dieser so gewonneneRohdatensatz wird im Anschlussprimär als eine Serie axialer Schichtenrekonstruiert, aus denen wiederumsekundär Rekonstruktionen beliebigerEbenen bzw. dreidimensionaler Dar-stellungen möglich sind.1,8,14

Indikationen für die digitaleVolumentomographie

Die digitale Volumentomographie istindiziert, wenn spezielle klinischeFragestellungen durch die konven-tionelle transversale Schichtaufnahmenur insuffizient beantwortet werden.Insofern sind die Indikationen für dieDVT denen der TSA ähnlich. Nur kanndas DVT auf Grund seiner technischenMöglichkeiten auch komplexe um-fassende Befunde darstellen. Hier seien

die vielen Rekonstruktionsmöglichkei-ten erwähnt sowie die echte dreidi-mensionale Darstellung des gesamtenGesichtsschädels (Abb. 9 bis 17).4,5,6,7

Aspekte derStrahlenexposition

Basierend auf Untersuchungen zurStrahlenexposition des Mittelgesichtslässt sich für eine PSA eine mittlereEnergiedosis von 0,4–0,5 mGy errech-nen,15 andere Studien ergaben Maximal-dosen von 0,25, 0,61 und 0,65 mGy.11,12

Die mittlere Energiedosis für eine TSAdürfte nur knapp darüber liegen.17 Diemittlere Energiedosis einer DVT liegt bei5 mGy, die einer Mehrzeilen-Spiral-computertomographie mit bereitsadaptierten Expositionsparameternbei 10,5 mGy.13

Diese Unterschiede unterstreichen dieBedeutung der rechtfertigenden Indi-kation für eine diagnostische Strahlen-exposition. Aktueller denn je ist dieDiskussion um entsprechende Indi-kationen für die einzelnen Untersu-chungsmodalitäten. Fast die Gesamtheitder genuin klinischen Fragestellungen inder Zahn-, Mund- und Kieferheilkundekann mit der hier vorgestellten Diag-nostikpalette beantwortet werden.Daher ist es besonders wichtig, die Aus-nahmestellung der Computertomo-graphie zu betonen; eine Indikationbesteht hierfür in unserem Fachgebietnur aus traumatologischer und onkolo-gischer und damit primär MKG-chirur-gischer Indikation heraus. Eine Computertomographie zur Pla-nung von Implantaten ist bei vorhan-denen DVT-Kapazitäten unserer An-sicht nach nicht mehr indiziert, dabereits DVT-Daten zur Implantations-

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forPublicationprojections allowing the visualization of

osseous structures. With the intro-duction of DVT, the previously well-established conventional tomographyis becoming increasingly obsolete,especially with respect to the radiationexposure experienced with the differ-ent imaging modalities. High contraststructures can be sufficiently visualizedwith DVT. As a result, the indicationfor CT imaging will be limited to com-plex traumatological and oncologicalcases, as well as preoperative planningin syndromal patients and intraopera-tive navigation. Nonetheless, DVTshould not serve as the sole imagingmodality adopted for every eventuali-ty, as other radiological slice techniquesalso have their purpose and indication;however, with the availability of DVT,its uncritical implementation wouldlead to unnecessary radiation expo-sure of the patients. Keeping theALARA principle in mind (As Low AsReasonably Achievable), a standard-ized procedure should find applicationin routine practice. With the above sys-tems in mind, basic imaging shouldbegin with an orthopantomogram, anddepending on the indications, be com-plemented by a transversal slice pro-jection or digital volume tomography.

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138

SCIENCE


Figs 9 to 12 DVTNewTom (Quan-titative Radiology,Verona, Italy):Sagittal recon-structions of theleft mandible:bone defect inthe buccal area ofthe mandibleafter root apexresection in veryclose relation tothe wide buccalcourse of thenerve canal.

Abb. 9 bis 12DVT-NewTom

(QuantitativeRadiology,

Verona Italien):Sagittale Rekon-struktionen des

linkenUnterkiefers:

Knochendefektim bukkalenBereich des

Unterkiefers nachWurzelspitzenre-

sektion mit sehrenger Beziehung

zu dem weitbukkal

verlaufendenNervkanal.

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planung zur Anwendung kommen.Nachweislich ergeben sich hier Vor-teile bezüglich der Strahlenexpositionals auch der Kosten. Dies ist in deraktuellen Situation von erheblicherBedeutung.

Schlussfolgerungen

Die dento-maxillo-faziale Radiologiebetrachtet den gesamten knöchernenGesichtsschädel. Nur durch eine Kom-

bination verschiedener Projektionenlassen sich bis dato Fragestellungenbezüglich ossärer Strukturen beant-worten. Durch den Einsatz der digita-len Volumentomographie werden nunviele der etablierten Techniken wie z.B.die klassische konventionelle Tomo-graphie auch aus Gründen der Strah-lenexposition möglicherweise obsolet.Alle Hochkontraststrukturen des Ge-sichtsschädels lassen sich mit der DVTsuffizient beurteilen. Demzufolge wer-den sich auch die Indikationen für dieCT auf komplexere traumatologischeund onkologische Kasuistiken sowie

präoperative Planungen bei Syndro-men und der Nutzung von Naviga-tionssystemen beschränken.Die DVT-Diagnostik kann jedoch nichtlosgelöst von vorhandenen diagnosti-schen Modalitäten zur Anwendunggebracht werden. Diesbezüglich mussdie rechtfertigende Indikation über-prüft werden; es besteht beim Vorhan-densein von Schnittbildmodalitätenhäufig die Tendenz zu quantitativinadäquatem Einsatz derselben undeiner damit verbundenen erhöhtenStrahlenexposition. Unter Berücksich-tigung des ALARA-Prinzips (as low asreasonably achievable) wäre deshalbein dezidierter Einsatz, z.B. einem ent-sprechenden „Standard of Procedure“folgend, der in diesem Artikel beschrie-benen Techniken wünschenswert. Dabei würden mit dem Orthopanto-mogramm als Basisuntersuchung jenach Indikation befundbezogene TSA-und DVT-Untersuchungen folgen.

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139

SCIENCE


Figs 13 to 16 DVT NewTom (Quantitative Radiology, Verona, Italy): transversal reconstruction of the left mandible: the bonydefect can be easily seen laterally, in the immediate vicinity of the nerve canal.

Abb. 13 bis 16 DVT-NewTom (Quantitative Radiology, Verona Italy): Transversale Rekonstruktionen des linken Unterkiefers:der knöcherne Defekt stellt sich deutlich lateral dar in unmittelbarer Nähe zum Nervkanal.

Fig 17 DVT New-Tom (QuantitativeRadiology, Verona,Italy): 3-D recon-struction of themandibular defect.

Abb. 17 DVT-New-Tom (QuantitativeRadiology, VeronaItaly): 3-D Rekon-

struktion desUnterkieferdefektes.

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forPublicationReferences

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Address/Adresse:Dr. Andreas W. FuhrmannUniversitätsklinikum Hamburg-EppendorfKlinik und Poliklinik für ZMKAbteilung für RöntgendiagnostikMartinistraße 52D-20246 Hamburg, GermanyPhone: +49 (0)40 42803 3252Fax: +49 (0)40 42803 4701E-Mail: [email protected]

140

SCIENCE


Dr. Andreas W.Fuhrmann

Member of scientific staff, Dept. of X-ray Diagnostics at the School ofDentistry, University ClinicHamburg/Eppendorf, since 1978.As part of patient care, areas ofresponsibility include diagnostics ofthe entire viscerocranium.Instructor of radiology for dentalstudents, University of Hamburg/Eppendorf.Research interests include all areas ofdentomaxillofacial radiology: intraoralimaging techniques, pantomographicslice procedures, digital radiography,digital volume tomography.From 1979 to present, instructor ofdental hygienists at North GermanInstitute for Dental Assistants inHamburg.

Seit 1978 wissenschaftlicher Mitarbei-ter im Universitätsklinikum HamburgEppendorf in der Abteilung für Rönt-gendiagnostik der Zahn-, Mund- und

Kieferklinik (Abteilungsdirektor Prof.Dr. U. Rother). Die Arbeitsgebiete

umfassen im Rahmen der Krankenver-sorgung die gesamte Diagnostik des

Gesichtsschädels.Im Ausbildungsbereich maßgeblicheBeteiligung am Röntgenkurs für die

Zahnmedizinstudenten.Im Forschungsbereich Arbeiten auf

allen Gebieten der dento-maxillo-fazialen Radiologie: intraorale Aufnah-

metechniken, Panoramaschichtver-fahren, digitale Radiographie, digitale

Volumentomographie.Im Rahmen der ZMF-Ausbildung seit

1979 Dozent am NorddeutschenInstitut für Zahnarzthelferinnen in

Hamburg.

Seit 1978 wissenschaftlicher Mitarbei-ter im Universitätsklinikum HamburgEppendorf in der Abteilung für Rönt-gendiagnostik der Zahn-, Mund- und

Kieferklinik (Abteilungsdirektor Prof.Dr. U. Rother). Die Arbeitsgebiete

umfassen im Rahmen der Krankenver-sorgung die gesamte Diagnostik des

Gesichtsschädels.Im Ausbildungsbereich maßgeblicheBeteiligung am Röntgenkurs für die

Zahnmedizinstudenten.Im Forschungsbereich Arbeiten auf

allen Gebieten der dento-maxillo-fazialen Radiologie: intraorale Aufnah-

metechniken, Panoramaschichtver-fahren, digitale Radiographie, digitale

Volumentomographie.Im Rahmen der ZMF-Ausbildung seit

1979 Dozent am NorddeutschenInstitut für Zahnarzthelferinnen in

Hamburg.

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