Agosto 2013

The detection of periapical pathosis using periapical

radiography and cone beam computed tomography

– Part 1: pre-operative status

S. Patel1,2, R. Wilson3, A. Dawood2 & F. Mannocci1

1Department of Conservative Dentistry, King’s College London Dental Institute, London; 2Special Practice, London, UK; and

3Department of Periodontology, King’s College London Dental Institute, London, UK

[Correction added after online publication, 25th May 2012: title changed to refer to study being in two parts.]

Patel S, Wilson R, Dawood A, Mannocci F. Il rilevamento della patologia periapicale attraverso la radiografia periapicale e la CBCT-Parte 1: stato preoperatorio.

International Endodontic Journal, 45, 702–710, 2012.

Riassunto

Scopo

La prima parte di questo lavoro vuole comparare la prevalenza di lesioni periapicali su singole radici, nei denti in cui era previsto il trattamento endodontico, esaminandole attraverso le radiografie intraorali (periapicali)  e con la CBCT .

Metodologia

Si sono prese le radiografie diagnostiche periapicali e le scansioni CBCT di 151 elementi dentari in 132 pazienti con diagnosi di malattia endodontica primaria. La presenza o l’assenza di lesioni periapicali veniva stabilita da una commissione che consisteva di due esaminatori i quali raggiungevano  comunque un accordo in presenza di differenze di valutazione. La commissione visualizzava le immagini in condizioni standard. La seconda parte comparerà la prognosi radiografica 1 anno dopo il completamento del trattamento canalare primario.

Risultati.

273 radici sono state studiate con entrambi i sistemi radiologici, con le radiografie periapicali le lesioni periapicali erano presenti in 55 (20%) radici ed assenti in 218 (80%). Quando le stesse radici (273) venivano analizzate con la  CBCT, le lesioni erano presenti in 130 (48%) ed assenti in 143 (52%) radici. Pertanto la CBCT rilevava 75 radici con patologia periapicale in più.

Conclusioni

I limiti delle radiografie periapicali, che impediscono una corretto rilevamento delle lesioni periapicali, sono superabili con la CBCT. Questo porta prima alla possibilità di valutare più radici, e secondariamente ad una maggior rilevamento di lesioni periapicali da parte della CBCT.

INTRODUZIONE

Lo studio radiografico è un componente essenziale nella diagnosi dei denti con problemi endodontici sospetti (Patel et al. 2009, O¨ zen et al. 2009, Yoshioka et al. 2011). La radiografia periapicale (intraorale) è l’esame radiologico di prima scelta per la diagfnosi preoperatoria in endodonzia e utilizza un dispositivo che assicura un’immagine minimamente distorta e riproducibile. (Jorge et al. 2008, Patel et al. 2009). In linea teorica l’immagine radiografica confermerà il numero di canali radicolari, la loro configurazione insieme con la presenza o assenza di lesioni periapicali e la loro localizzazione (Lofthag-Hansen et al. 2007, Low et al. 2008, Neelakantan et al. 2010). Quest’importante informazione non solo aiuta a confermare la diagnosi, ma aiuta anche il piano di trattamento ed il management ed è un punto di partenza per determinare la prognosi di ogni singolo problema endodontico. E’ chiaro che le radiografie hanno limiti; fra questi il rumore anatomico, la bidimensionalità e la distorsione geometrica (Huumonen &

Ørstavik 2002, Patel et al. 2009a). La tecnica d’immagine ideale dovrebbe liberare il clinico da queste limitazioni. La CBCT potrebbe essere utilizzata per superare queste limitazioni. La tecnica è stata specificamente disegnata per produrre immagini tridimensionali dello scheletro maxillo-facciale. la scansione dell’area da valutare avviene attraverso una singola rotazione della fonte radiogena (raggi X)  e del reciproco detettore attorno alla testa del paziente. Per gli scopi endodontici sono sufficienti scansioni che comprendano 3-4 elementi dentari come avviene con il 3D Accuitomo (J Morita, Osaka, Japan) che può catturare un volume di dati di 40 mm3 simile in altezza e profondità ad una radiografia periapicale e con un’esposizione di radiazioni relativamente bassa rispetto ad una TC medica (Loubele et al. 2009). Il software genera immagini nei tre piani ortogonali entro pochi minuti senza il piatto corticale sovrastante (rumore anatomico) cosa che consente di valutare quello che avviene all’interno dell’osso spugnoso. Il clinico può orientare gli strati ricostruiti in visioni ortogonali parallele e perpendicolari all’asse lungo del dente da esaminare. Tutto questo facilita la percezione del clinico nei confronti del numero di radici, canali e lesioni periapicali rispetto alle radiografie periapicali (Matherne et al. 2008, Paula-Silva et al. 2009a, Blattner et al. 2010). La CBCT consente di fare la diagnosi di presenza di lesione periapicale e anche di identificare la radice associata ad essa (Rigolone et al. 2003, Gro¨ndahl & Huumonen 2004). Studi di laboratorio hanno confermato che la CBCT migliora il rilevamento della presenza o dell’assenza di lesioni periapicali quando comparata con la radiografia periapicale (Stavropolous & Wenzel 2007, O¨ Zen et al. 2009, Patel et al. 2009). La maggior parte degli studi clinici che confrontano l’esame CBCT e la radiografia periapicale si focalizzano prevalentemente sulla prevalenza di lesioni periapicali in elementi già trattati endodonticamente  (Lofthag-Hansen et al. 2007, Estrela et al. 2008, Low et al. 2008, Bornstein et al. 2011).  Ci sono pochi lavori comparativi fra queste tecniche radiologiche nei denti non trattati con lesione. Questo lavoro ha due scopi: primo comparare la prevalenza delle lesioni periapicali su radici singole di denti visualizzati con radiografie periapicali e la CBCT dei denti candidati al primo trattamento endodontico come verrà di seguito descritto. La seconda parte di questo studio clinico era determinare la prognosi radiografica un anno dopo il completamento del trattamento canalare primario di ogni dente (parte 2).

Materiali  e metodi

I soggetti coinvolti in questo studio venivano reclutati dai pazienti riferiti al dr. Patel durante la sua pratica specialistica per il management di sospetti problemi endodontici. I pazienti sono stati osservati consecutivamente fra il 1 Ottobre 2008 ed il 30 Aprile 2009. Tutti i pazienti sono stati esaminati clinicamente e quelli con diagnosi di malattia endodontica e candidati al trattamento sono stati inclusi nello studio. I criteri di esclusione comprendevano le donne in gravidanza, i pazienti immunodepressi, i denti non restaurabili ed i denti con profondità di sondaggio > 3 mm. L’approvazione del lavoro è stata vagliata dal comitato etico del Guy’s Research dell’ospedale Guy’s and St. Thomas National Health Service Trust (National Research Ethics Service, Regno Unito). E’ stato chiesto ai 132 pazienti di firmare il consenso scritto per partecipare a questo studio.

Tecnica radiografica

L’esame clinico comprendeva l’esame periapicale con centratori per permettere la standardizzazione delle immagini. L’apparecchio radiografico(Planmeca Prostyle Intra, Helsinki, Finland) utilizzava un CCD digitale (Schick Technologies, New York, NY, USA), ed i parametri di esposizione erano 66 kV, 7.5 mA  e 0.10 s. Il tubo radiogeno, il sensore digitale e le ossa mascellari venivano allineati per poter applicare la tecnica del cono lungo e dei raggi paralleli.

Le scansioni CBCT di piccolo volume (40 mm3) utilizzavano l’apparecchio (3D Accuitomo F170; J Morita Manufacturing, Kyoto, Japan) con parametri d’esposizione di 90 kV, 5.0 mA e 17.5 s per l’area di interesse. Tutte le scansioni sono state riformattate (mm 0.125 di intervallo fra gli strati e spessore di strato di 1.5 mm).

Valutazione radiologica

Le immagini radiografiche sono state valutate in due sessioni. Le radiografie e le immagini CBCT per le sessioni 1 e 2 sono state ordinate in ogni sessione con sistema random. Le immagini CBCT che meglio confermavano la presenza o l’assenza di una lesione radiotrasparente periapicale nei piani sagittale, coronale o assiale venivano utilizzare come punto di partenza per ogni radice da monitorare. Queste immagini venivano selezionate da un endodontista con esperienza in diagnostica per immagini CBCT in endodonzia. Non sono state prese ulteriori ricostruzioni dei dati cambiando l’orientamento dello scanner.  Tutte le immagini sono state osservate in ambiente tranquillo ed in camera oscura. Radiografie ed immagini CBCT sono state visualizzate come presentazioni di Keynote (Apple, Cupertino, CA, USA) su computers portatili (MacBook Pro; Apple), che hanno uno schermo LED di  15.5 con una risoluzione di 1680 · 1050 pixel.  II gruppo di valutatori della commissione comprendeva due endodontisti. Le capacita diagnostiche di tutti i membri erano state stabilite, prima di valutare il materiale sperimentale, chiedendo loro di graduare 30 rx periapicali e 30 immagini CBCT (non facenti parte del campione sperimentale). Gli esaminatori non venivano coinvolti nella valutazione o nel trattamento dei pazienti.

Una lesione periapicale viene definita come una radiotrasparenza associata all’apice radiografico della radice, ed doveva avere almeno due volte lo spessore dello spazio del legamento parodontale (Low et al. 2008, Bornstein et al. 2011). Nei pluriradicolati veniva annotata la presenza o l’assenza di una lesione periapicale su ogni specifica radice. Si è creato un programma di Excel (Excel 2010; Microsoft Corporation, Richmond,WA, USA) per registrare i dati. Ogni radice è stata identificata da un numero in modo tale che  le radici  singole potessero essere comparate fra i sistemi radiologici come coppie. Ci si aspettava che in alcuni casi ci sarebbe stata una discrepanza nel numero di radici valutate dai due sistemi radiografici.

Analisi dei dati

Il software Stata 11 (College Station, TX, USA) è stato impiegato per analizzare i dati e le dimensioni del campione sono state adeguate a quelle di lavori similari. L’analisi Kappa è stata utilizzata per valutare la riproducibilità di ciascun esaminatore prima dello studio principale (Altman 1990). La comparazione delle radiografie periapicali e delle immagini CBCT per l’identificazione della presenza o dell’assenza delle lesioni è stata fatta eseguendo i tests secondo McNemar su coppie (di immagini) di radici singole per elemento dentario. La valutazione di presenza o di assenza di radiotrasparenza non è stata testata statisticamente.

Risultati

In questo studio sono stati valutati 151 elementi dentari in 132 pazienti. L’età media dei pazienti era 44.7 (deviazione standard 13.7), e la percentuale di donne e di uomini era rispettivamente 58% e 42%,.

La presenza o l’assenza di lesioni periapicali è stata ricercata in 273 coppie di radici sia con le radiografie periapicali sia con le immagini CBCT. La comparazione delle 273 coppie di radici ha mostrato che le lesioni periapicali erano presenti in 55 (20%) radici ed assenti in 218 (80%) radici quando ricercate con le radiografie periapicali. Quando le stesse 273 radici venivano valutate con la  CBCT, le lesioni erano presenti in 130 (48%) e assenti in 143 (52%) radici. Un ulteriore gruppo di 76 (22%) radici sono state identificate con  la sola CBCT . Così il numero totale di radici rilevate con lesione periapicale presente era 138 (40%), e  211 (61%) radici non avevano lesioni periapicali nelle 349 identificate con la  CBCT. A causa della non indipendenza, questi dati non sono stati analizzati statisticamente.

C’era accordo sull’assenza di una lesione fra le due tecniche radiologiche nel 50% delle radici laddove venivano visualizzate le coppie di radici. Quando si è studiata la presenza di lesioni periapicali, c’era un accordo nel 18 % di coppie di radici.

Discussione

La domanda sorge spontanea: quanto erano valide le diagnosi di presenza o assenza di lesioni periapicali utilizzando l’una o l’altra tecnica radiografica? Tutti gli studi ex vivo hanno confermato la superiorità delle immagini CBCT rispetto alle radiografie periapicali nel rilevamento delle lesioni periapicali simulate (Stavropoulos & Wenzel 2007, O¨ zen et al. 2009, Patel et al. 2009a,b, Sog˘ur et al. 2009). Anche gli studi su cane hanno dimostrato che la CBCT non solo era più sensibile nel rilevare le lesioni periapicali ma aveva anche un maggior grado di accuratezza quando comparata alle radiografie tradizionali (Paula-Silva et al.2009a,b). Il tasso di rilevamento differenziale delle lesioni periapicali fra le immagini CBCT e le radiografie periapicali era lo stesso quando venivano scattate due radiografie parallele (Lofthag-Hansen et al. 2007) ed una singola radiografia periapicale. Per questo nel lavoro è stata inclusa una sola radiografia periapicale con sistema digitale (Low et al. 2008, Bornstein et al. 2011). Molti studi ben fatti ex vivo hanno mostrato che non ci sono differenze fra films convenzionali per raggi X ed i sensori digitali nel rilevamento di lesioni periapicali artificiali (Kullendorf & Nilsson 1996, Barbat & Messer 1998, Stavropoulos & Wenzel 2007, O¨ zen et al. 2009).

In questo lavoro non sono state applicate tecniche di colorazione o inversione delle immagini tramite software, perchè non aumentano la capacità di rilevamento delle lesioni periapicali (Barbat & Messer 1998).

Nel lavoro sono stati utilizzati schermi LCD antiriflesso con pixel ad alta risoluzione per lo studio delle immagini digitali radiografiche e CBCT. C’è evidenza che suggerisce che l’LCD ed i tubi per raggi con catodo ad alta risoluzione siano egualmente efficaci per valutare le immagini CBCT e le radiografie digitali (Baksi et al. 2009).

In questo studio, si sono studiate le radiografie periapicali e le immagini ricostruite CBCT per valutarne l’abilità diagnostica nel rilevare i segni radiografici della periodontite periapicale in 151 elementi programmati per il trattamento endodontico primario.  Gli studi precedenti riguardavano elementi già trattati endodonticamente (Lofthag-Hansen et al. 2007) (Low et al. 2008, Bornstein et al. 2011).

Estrela ed altri (2008) hanno studiato 83 denti non trattati che includevano tutti i gruppi dentali (anteriori e posteriori). I risultati di questo studio hanno mostrato che le lesioni periapicali venivano rilevate in solo 55 (20%)  radici accoppiate e studiate con le radiografie periapicali comparate con 130 (48%) radici delle immagini CBCT. Cioè con le immagini CBCT venivano rilevate il 28% di lesioni periapicali in più quando venivano comparate le radici accoppiate.

Le lesioni periapicali erano assenti nell’80% e nel 52% delle radici accoppiate e valutate rispettivamente con le radiografie periapicale e con le immagini CBCT. Inoltre 76 radici venivano identificate solo con le immagini CBCT; le lesioni periapicali erano presenti in 8 (10%) di queste radici ed assenti in 68 (90%). Questi risultati sono in accordo con i lavori sopra citati ma in nessuno di questi studi venivano valutate le radici accoppiate. Un’importante questione da considerare è la presenza potenziale di falsi positivi nelle immagini CBCT. Forse il test ideale potrebbe essere comparare le immagini  CBCT dei tessuti periapicali ai rilevamenti istologici nell’uomo, evenienza impossibile da realizzare anche per motivi etici. Uno studio sull’accuratezza diagnostica della CBCT a piccolo volume e delle radiografie periapicali nel rilevamento di riassorbimenti infiammatori esterni simulati e molto piccoli ha dimostrato che le immagini CBCT erano di gran lunga superiori alle radiografie periapicali non solo in termini di sensibilità  (100% vs. 87%), ma anche per la specificità (96% vs. 43%) con un valore predittivo negativo (abilità di rilevare l’assenza di una lesione) dell’86% per le radiografie periapicali e del 100 % per le immagini CBCT. (Durack et al. 2011). Anche altri studi hanno trovato valori predittivi negativi più alti per le immagini CBCT quando comparate alle radiografie periapicali (Patel et al. 2009b, Paula-Silva et al. 2009c).

A differenza di altri lavori (Bornstein et al. 2011, Low et al. 2008) in cui la concordanza fra i due metodi d’indagine e’ risultata maggiore, in questo studio c’era un accordo solo nel 17.9% dei casi fra CBCT e radiografie tradizionali.

I risultati degli studi pubblicati precedentemente potrebbero essere dovuti al fatto che i denti considerati nell’inclusione di questi studi avevano segni clinici o radiologici di fallimento della terapia endodontica presente e per questo la probabilità di rilevare una lesione periapicale era considerevolmente più alta.

In questo lavoro nessun dente era stato già trattato endodonticamente  e  gli  elementi erano vitali (cioè denti con carie profonde, denti con pulpite irreversibile) oltre a polpe necrotiche infette (cioè periodontiti apicali croniche). In questo studio 59 denti (39%) avevano una diagnosi di pulpite irreversibile dopo l’esame clinico e radiografico (cioè assenza di segni di radiotrasparenza periapicale); comunque 26 di questi denti (44%) avevano una radiotrasparenza quando venivano osservati con la tecnologia CBCT.

La presenza di lesioni periapicali rilevate solamente dalle immagini CBCT cambia la diagnosi verso la periodontite apicale cronica e questo può cambiare la strategia di trattamento (terapia in più sedute con medicazioni di idrossido di calcio anzichè trattamento mono-visita) e cambia anche la prognosi del trattamento di cui il paziente dev’essere informato (Ng et al. 2011)

Il rilevamento di lesioni periapicali utilizzando le immagini CBCT aiuteranno il clinico ad evitare le procedure di incappucciamento diretto ed indiretto su elementi che sembrano avere polpe con pulpite reversibile (cioè che rispondono positivamente ai test di vitalità e non mostrano lesioni periapicali con le radiografie endorali). L’alta prevalenza di lesioni periapicali rilevata dalle immagini CBCT  è il risultato dello studio tridimensionale dei denti e dei tessuti circostanti. Il software CBCT consente al clinico di selezionare le migliori prospettive ortogonali per ogni specifica radice da valutare. Le sezioni dei dati vengono ricostruite senza il sovrastante rumore anatomico (piatto corticale, processo zigomatico e/o radici sovrapposte) che oscura l’area di interesse, e così, si possono studiare i tessuti periapicali. Gli angoli delle sezioni sono stati selezionati in modo da avere le visualizzazioni coronale e sagittale parallele alla radice da valutare, in modo da minimizzare qualunque distorsione. Questi fattori in un’ultima analisi rendevano la diagnosi di presenza o assenza di lesioni periapicali significativamente più semplice con le immagini CBCT rispetto alle radiografie periapicali. Questo spiega anche perchè con le immagini CBCT sia stato possibile individuare un numero maggiore di radici. O¨ Zen et al. 2009, Patel et al. 2009a, Paula-Silva et al. 2009a). La prevalenza più bassa di lesioni periapicali con le tecniche radiologiche endorali era dovuta alla combinazione di rumore anatomico, distorsione geometrica e natura bidimensionale dell’immagine prodotta(Estrela et al. 2008, Matherne et al. 2008, Paula-Silva et al. 2009b).

Ogni problema endodontico valutato in questo studio era unico; così la natura e la localizzazione delle lesioni periapicali variavano da caso a caso ed avevano cavità irregolari a differenza di quelle sperimentali degli studi ex vivo. Le scansioni CBCT non solo aiutavano la diagnosi ma facilitavano la gestione globale di ogni singolo caso, per esempio la presenza e la localizzazione dei canali radicolari può essere determinata prima che cominci il trattamento (Tu et al. 2009, Neelakantan et al. 2010). Così lo specialista in endodonzia conoscerà esattamente dove guardare con l’aiuto del microscopio operatorio dentale, e così verrà ridotto il tempo d’esplorazione della camera pulpare per ricercare gli imbocchi canalari.

La dose effettiva di radiazione per i pazienti quando si utilizza la CBCT è più alta rispetto alla radiografia convenzionale digitale e c’è un’alta variabilità nella dose effettiva fra gli scanner CBCT. In questo studio la dose effettiva di una scansione CBCT era dello stesso ordine di grandezza di 2-3 esposizioni a radiografie periapicali standard (Arai et al. 2001, Mah et al. 2003, Loubele et al. 2009).E’ essenziale giustificare la necessità di esporre un paziente alle radiazioni e poi di ottimizzare la dose di radiazione. Per questo è stato selezionato il campo di visione più piccolo per ridurre il più ragionevolmente possibile la dose di radiazione (Farman 2005, Patel & Horner 2009).

Al momento la tecnologia CBCT viene tipicamente impiegata  per aiutare la diagnosi dei problemi endodontici poco localizzati (per esempio pulpite irreversibile) e/o per il piano di trattamento dei casi complessi, per esempio per gli elementi pluriradicolati (Nair &Nair 2007, Patel 2009). Oltre a mostrare la vera situazione dei tessuti periapicali, la tomografia CBCT fornisce altre rilevabili informazioni come il numero e la configurazione dei canali radicolari, la prossimità di altre strutture anatomiche e la topografia del piatto corticale.

(Rigolone et al. 2003, Estrela et al. 2008, Low et al. 2008, Matherne et al. 2008).

Conclusioni

Questo studio ha mostrato che le lesioni periapicali venivano rilevate nel 20% delle radici esaminate con le radiografie periapicali mentre con le immagini CBCT le stesse radici presentavano una lesione nel 48% dei casi. In virtù della accuratezza superiore della CBCT rispetto alle radiografie periapicali nella diagnosi di periodontite periapicale, potrebbe essere il momento di rivedere il modo di condurre gli studi epidemiologici e prognostici dell’endodonzia. I dati CBCT offrono  un punto di partenza più obiettivo che ha il potenziale di ridurre i falsi negativi spesso rilevati con le radiografie periapicali.

The detection of periapical pathosis using periapical
radiography and cone beam computed tomography
– Part 1: pre-operative status
S. Patel1,2, R. Wilson3, A. Dawood2 & F. Mannocci1
Abstract
Patel S, Wilson R, Dawood A, Mannocci F. The detection
of periapical pathosis using periapical radiography and cone
beam computed tomography – Part 1: pre-operative status.*
International Endodontic Journal, 45, 702–710, 2012.
Aim
Part 1 of this 2 part study aims to compare the
prevalence of periapical lesions on individual roots
viewed with intraoral (periapical) radiographs and
cone-beam computed tomography (CBCT) of teeth
treatment planned for endodontic treatment.§
Methodology
Diagnostic periapical radiographs and
CBCT scans were taken of 151 teeth in 132 patients
diagnosed with primary endodontic disease. The presence
or absence of periapical lesions was assessed by a
consensus panel consisting of two calibrated examiners,
a consensus agreement was reached if there was any
disagreement. The panel viewed the images under
standardised conditions. Part 2 will compare the radiographic
outcome 1 year after completion of primary root
canal treatment.–
Results
Two hundred and seventy-three paired roots
were assessed with both radiological systems, periapical
lesions were present in 55 (20%) and absent in 218
(80%) roots assessed with periapical radiographs.
When the same 273 sets of roots were assessed with
CBCT, lesions were present in 130 (48%) and absent in
143 (52%) roots. Seventy-five additional roots were
detected with CBCT.
Conclusion
The limitations of periapical radiographs
which may hinder the detection of periapical
lesions are overcome with CBCT. This results in firstly,
more roots being assessed, and secondly, more periapical
lesions being detected with CBCT.
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