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UNIVERSIDAD PERUANA
CAYETANO HEREDIA
Facultad de Estomatología
Roberto Beltrán Neira
“ANÁLISIS CEFALOMÉTRICO EN IMÁGENES
TRIDIMENSIONALES”
INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA DEL PROCESO DE SUFICIENCIA
PROFESIONAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE CIRUJANO DENTISTA
LUIS ALBERTO CASTILLO ECHEGARAY
LIMA – PERÚ
2006
2
ASESOR:
Dr. Orlando Tuesta Da Cruz
JURADO EXAMINADOR:
PRESIDENTE : Dr. Eduardo Morzán Valderrama
SECRETARIO : Dr. Renzo Valverde Montalva
FECHA DE SUSTENTACIÓN : 15 DE FEBRERO DEL 2006
CALIFICATIVO : APROBADO
3
A mis padres, Luis Alberto y Ruth,
por su apoyo incondicional.
A mi enamorada, Karla Paredes,
por su paciencia, motivación y
ganas de salir adelante.
4
AGRADECIMIENTOS
A los Drs. Orlando Tuesta, Eduardo Morzán y Manuel Lagraverè por el
asesoramiento y consejos en el presente trabajo de investigación.
Al Dr. Martín Quintana, por todas sus enseñanzas.
5
RESUMEN
El uso de la cefalometria en la carrera odontológica viene desde hace muchos años
atrás. Era una radiografía bidimensional la cual representaba un objeto tridimensional,
la cual presentaba, una serie de errores técnicos, ya sea la forma de tomarla o de
apreciación del profesional. Broabdent creo un dispositivo para combinar las
radiografías cefalométricas (lateral y frontal), y así obtener un representación espacial
tridimensional de los puntos.
Con el avance de la tecnología se crea la Tomografía computarizada que es una
reconstrucción por planos del objeto escaneado, pero para aplicarla se necesitaba de
un amplio espacio, mucho tiempo en la exploración y el paciente recibía una alta
dosis de radiación y también su alto costo.
Por estas razones se crea la Tomografía Volumétrica que es un tomógrafo que no
necesita mucho espacio, no expone al paciente a una alta dosis de radiación, la
exploración se realiza en un corto tiempo y su costo no es tan alto.
En el presente trabajo vamos a describir y explicar la evolución de las imágenes en
2D y 3D y un acercamiento de algunos nuevos métodos de obtención de imágenes
3D y sus respectivos usos.
Palabras Claves: Cefalometría, Imágenes 3D, Tomografía Volumétrica
6
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1: Orientador de Broadbent 03
Figura 2: Orientador de Broadbent 04
Figura 3: Sistemas de Coordenadas X, Y, Z 05
Figura 4: Captura de imágenes por Cámaras 06
Figura 5: Cada mitad representa la adquisición de imagen de
cada cámara 08
Figura 6: Modelo de Estudio Capturado por Láser 10
Figura 7: Visualización en Computadora 11
Figura 8: Tomografía computarizada 13
Figura 9: Tomografía volumétrica 14
Figura 10: Tomógrafos volumétricos disponibles 14
Figura 11: Imágenes 3D Cefalométricas 15
Figura 12: Imágenes 3D de Cráneo 16
Figura 13: Imágenes 3D de Cráneo 17
Figura 14: Tomógrafo volumétrico 17
Figura 15: Tomógrafo volumétrico 18
Figura 16: Imagen volumétrica 3D 20
Figura 17: Identificación del Punto Elsa. Vista Sagital 20
Figura 18: Identificación del Punto Elsa. Vista Axial 21
7
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Pág.
I Introducción 01
II Marco Teórico 02
II.1 Cefalometría: concepto 02
II.2 Limitaciones de la Cefalometría 02
II.3 Combinación de imágenes 2D para obtener imágenes 3D 03
II.4 Conceptos Generales de 3D 04
II.5 Técnicas de exploración basada en la visión 07
II.5.1 Topografía de Moire 07
II.5.2 Estereofotogrametría 07
II.5.3 Técnica estructurada ligera 08
II.5.4 Morfometría facial (3D FM) 09
II.6 Aplicaciones de las imágenes 3D 10
II.6.1 Paciente Ortodóntico virtual 10
II.6.2 Tecnología Orto CAD 11
II.6.3 Tecnología Align 12
II.7 Imágenes en 3D de la cara 12
II.7.1 Exploración con Tomografía computarizada 12
II.7.2 Tomografía volumétrica 13
II.7.3 Sistema de Adquisición de CBT 14
II.7.3.1 New Tom 3G 15
II.7.3.2 I-CAD 16
II.7.3.3 CB MercuRay 17
II.7.3.4 3D Accuitomo
18
II.7.4 Exploración con Láser 18
II.7.5 Cefalometría 19
8
III. Conclusiones 22
IV. Bibliografía. 23
V. Anexo 25
1
I. INTRODUCCIÓN
Las imágenes tridimensionales se han desarrollado desde épocas pasadas, y ha
encontrado usos en la ortodoncia, así como en la cirugía oral y maxilofacial. En la
proyección de imágenes medicas en 3D, un sistema de datos anatómicos, se recogen
usando un equipo de diagnostico de imágenes, procesados por una computadora y
después proyectados en un monitor 2D, que da una ilusión de profundidad.
Muchas técnicas 3D han sido usadas para capturar la topografía facial y conocer los
defectos de la radiografía o fotografía convencional 2D.
La aplicación de imágenes 3D en ortodoncia, incluyen una valoración pre y post
tratamiento de las relaciones dentoesqueléticas y de la estética facial y de los
resultados con respecto a los tejidos duros y blandos.
La radiografía cefalométrica ha provisto mucha información para evaluar la
morfología craneolofacial para llegar a un diagnostico clínico definitivo y plan de
tratamiento. Pero muchos autores sugieren que tienen muchos inconvenientes. Para
resolver estos problemas, diversos estudios han sido hechos sobre reconstrucciones
3D usando cefalogramas 2D posteroanterior y lateral. Pero la reproducibilidad y
precisión de estas investigaciones fue insuficiente para permitir su utilización.
El propósito de esta monografía es conocer los nuevos métodos de análisis
cefalométrico, tanto en la obtención de imágenes como su análisis.
Es importante saber de que métodos y que equipos en obtención de imágenes
tridimensionales disponemos cual son sus aplicaciones y todas las técnicas y métodos
de obtención de estas.
2
II. MARCO TEORICO
II.1 CEFALOMETRIA
Es una técnica radiográfica usada por los ortodoncistas para determinar la relación de
los tejidos duros y blandos. Moyers lo define como una técnica radiográfica para
desglosar la cabeza humana dentro de un esquema geométrico medible. La radiografía
cefalométrica es usada para describir la morfología y crecimiento del esqueleto
craneofacial, predecir el crecimiento, planear un tratamiento y evaluar el resultado del
tratamiento 1.
II.2 LIMITACIÓNES DE LA CEFALOMETRIA
Desde la introducción del análisis radiográfico en el campo de la Ortodoncia por
Broadbent en 1931 2,10, muchos investigadores han reconocido sus limitaciones. Dos
tipos de errores ocurren con esta aplicación: errores en la proyección y errores en la
identificación.
Los errores en la proyección son causados por que la radiografía es una
representación bidimensional (2D) de un objeto tridimensional (3D). La cabeza del
equipo de rayos X no esta paralela y se originan de una fuente pequeña dando unas
radiografías que son ampliaciones imperfectas alargadas y distorsionadas afectadas
por la distancia entre el foco el objeto y la película. Las marcas y estructuras no están
situadas en un plano medio sagital y son usualmente bilaterales, desafortunadamente
dando una imagen doble sobre la radiografía 2.
Los errores de identificación son considerados por muchos investigadores como la
mayor fuente de errores en cefalometría 2.
Baumrind y Franz reportaron que, los errores en la identificación de los puntos son
demasiado grandes y se ignoran, y que la magnitud del error varía grandemente de
punto a punto además, la distribución de los errores para la mayoría de los puntos no
es al azar sino es, algo sistémico, en el sentido que cada punto tiene su propia
característica 22.
3
Los factores severos incluyen la calidad de la radiografía, la precisión en la definición
del punto, la reproducibilidad de la localización del punto, el operador y el
procedimiento de registro 2, 7, 8.
II.3 COMBINACIÓN DE IMÁGENES 2D PARA OBTENER IMÁGENES 3D
Muchos investigadores crearon dispositivos mecánicos para la reconstrucción espacial
de los puntos 3D. Algunos de esos dispositivos son el Orientador de Broadbent, el
Compensador de Wyllie y Elaser, y el compensador modificado por Vogel. Estos
dispositivos no fueron generalmente aceptados por la comunidad ortodoncista 1, 2, 10.
Fig. 1.
Fig. 1. Orientador de Broadbent
Fuente: Grayson Barry, Bookstein Fred L., Kim Hiechun, McCarthy José G. Am J Orthod Dentofac
Orthop1988.
Broadbent, introdujo la importancia de usar y coordinar ambas radiografías (lateral y
frontal), par definir la forma craneofacial 1,2. Para esto usaron un orientador para
corregir la distorsión inherente producida por el cono de rayos X. El orientador es un
diagrama de hilos aplanados. Cuando son superpuestas ambas películas el punto en
cada película corresponde a un punto geométrico particular que puede ser visualizado
del otro 1,2. Fig. 2
4
Fig. 2. Orientador de Broadbent
Fuente: Grayson Barry, Bookstein Fred L., Kim Hiechun, McCarthy José G. Am J Orthod Dentofac
Orthop1988.
II.4. CONCEPTOS GENERALES DE 3D
En las fotografías y radiografías en dos dimensiones, hay dos ejes (vertical y
horizontal), mientras el sistema de coordenadas cartesiano en las imágenes
tridimensionales consiste en el eje x (dimensional transversal), eje y (dimensión
vertical), y el eje z (dimensión de la profundidad del eje antero posterior). Las
coordenadas x, y, z, definen un espacio en que los datos multidimensionales están
representados y este espacio es llamado el Espacio 3D 4. Fig. 3
5
Fig.3. Sistemas de Coordenadas X, Y, Z
Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Applications of 3D imaging in orthodontics:
Part I. Journal of Orthodontic 2004; 31, 62–70
Los modelos 3D están generados en varios pasos:
El primer paso “Modelado”, utiliza las matemáticas para describir las propiedades
físicas de un objeto. El objeto modelado puede ser visto como un acoplamiento
poligonal. El acoplamiento es usualmente hecho de triángulos o polígonos y es usado
como un modo de visualización. Una parte del proceso de modelado es para agregar
una superficie al objeto colocando una capa de píxeles y esto es llamado “imagen” 4.
Fig. 4
El segundo paso es agregar algunas sombras y brillo que lleva más realismo al objeto
en 3D 4.
El paso final es llamado “interpretación”, en el cual la computadora convierte los
datos anatómicos recolectados del paciente como un objeto real en 3D visto en la
pantalla de la computadora 4.
Udupa y Herman, clasificaron las proyecciones de imagen 3D dentro de tres
categorías:
1 Cortes de imagen, un sistema de datos axiales de tomografía computarizada para
producir imágenes 2D reconstruidas.
6
2 Proyección de imagen, escaneado superficial del láser para producir lo que es
considerado un modo de visualización 2.5D.
3 Volumen de imagen, holografía o técnica de espejos multifocales.
Fig. 4. Captura de imágenes por Cámaras
Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic 2004.
La proyección de imagen es la proyección más popular de imágenes 3D, pero esto no
provee un modo verdadero de visualización 3D similar a lo que es ofrecido en la
proyección de imágenes de volumen (4).
Para medir los objetos escaneados en 3D, hay dos principales estrategias geométricas:
medición ortogonal y medición por triangulación. La medición ortogonal significa
que el objeto es cortado en 2 capas. Las dimensiones “x” e “y” son medidas
directamente en la superficie de corte, y la dimensión “z” es medida de acuerdo al
numero de cortes en el área de interés. Un ejemplo de este método es la tomografía
computarizada ordinaria. La medición por triangulación es análoga a la geometría de
la visión estereoscópica de los mamíferos, simplemente las dos imágenes del objeto
necesitan ser capturados de dos diferentes formas, simultáneamente o en sucesión
rápida. La estereofotogrametría depende de este método de medida, también como
ambos estereosistemas de rayos x biplanar y coplanar (4).
7
II.5 TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN BASADAS EN LA VISIÓN
Estas técnicas son totalmente no invasivas y sin contactos basadas en los sistemas de
imágenes basados en la visión.
II.5.1 Topografía de Moire
La topografía de Moire entrega la información 3D basada en los contornos de los
bordes e intervalos de bordes. Se encuentran dificultades si la superficie presenta
características definidas. Mejores resultados se pueden obtener en caras suavemente
contorneadas. Sin embargo, es necesario gran cuidado en el posicionamiento de la
cabeza, pues un cambio pequeño en la posición de la cabeza produce un gran cambio
en el patrón del borde 4.
II.5.2 Estereofotogrametría
Se refiere al caso especial en la que dos cámaras fotográficas, configuradas como un
stereopar, son usadas para grabar las distancias en 3D de las características de la
superficie de la cara por medio de una triangulación 3,4.
La técnica ha sido aplicada clínicamente usando una cámara óptica estereométrica
unido a un instrumento de trazo simple. La incorporación de tecnología reciente en
informática en el campo de esterofotogrametría ha dado la habilidad de procesar
algoritmos complejos en orden para convertirlos de fotografías simples a medidas
tridimensionales de los cambios faciales. Ras et al creo un sistema de
estereofotogranetría que da coordenadas tridimensionales de cualquier punto facial
elegida, así que las medidas lineares y angulares se podrían calcular y detectar
cualquier cambio en la morfología facial. Este sistema consiste de 2 cámaras
fotográficas semimétricas montadas sobre un marco con una instancia de 50cm. Entre
ellas y posicionadas convergentemente con un ángulo de 15 grados 3,4.
El C3D sistema de imágenes ha sido desarrollado como el resultado de la
colaboración de la Escuela dental de la Universidad de Glasgow y el Instituto Turing
y esta basado en el uso de cámara estereosdigitales y una iluminación especial, con
un tiempo de captura de 50 milisegundos y es suficientemente rentable para ser usada
en la rutina clínica diaria. EL C3D captura el aspecto superficial natural de la piel del
8
paciente, produciendo así un modelo clínico real en 3D de la cabeza del paciente, la
cual se puede rotar, agrandar, y medir en tres dimensiones según lo requerido para el
diagnostico, el plan de tratamiento quirúrgico, y el análisis del resultado presentando
un exactitud de 0.5mm 3,4. Fig.5
Fig. 5. Cada mitad representa la adquisición de imagen de cada cámara.
Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic 2004
II.5.3 Técnica Estructurada Ligera
En esta técnica, la escena es iluminada por un patrón de luz y una sola imagen es
requerida. La posición de los puntos iluminados en la imagen capturada comparada a
su posición respecto al plano de proyección provee la información necesaria para
extraer coordenadas en 3D de la imagen del objeto. Sin embargo la obtención de
imágenes de modelos de alta densidad, la cara necesita ser iluminada varias veces.
Esto aumenta el tiempo de captura con la posibilidad de mover la cabeza. Además el
uso de una cámara fotograficazo proporciona un modelo facial de 180° (oreja a oreja),
9
que hace necesario el uso de varias cámaras fotográficas o rotar al objeto dentro de
un eje de rotación, la cual no es practica y ha dado una reducida aplicabilidad de esta
técnica 3,4.
Tacchalertpaisarm y Kuroda usaron dos proyectores LCD, cámaras fotográficas
acopladas a un dispositivo de carga eléctrica (CCD), y una computadora para
producir una imagen tridimensional de la cara que puede ser editada, cambiada o
rotada fácilmente en cualquier dirección 3,4.
Otra variante de esta técnica fue reportada por Curry et al. Su sistema consistía de dos
cámaras y un proyector. Un patrón de luz a color es proyectado sobre la cara antes de
que se adquiera cada imagen. El desplazamiento del patrón permite al software
procesar un modelo exacto en 3D. Tres imágenes se necesitan (una frontal y dos
oblicuas) para cubrir la cara entera. En otro paso las estereoimágenes son juntadas en
un software específico. Los mapas faciales producidos en 3D se integran con otros
mapas dentales y esqueléticos en 3D 4.
II.5.4 Morfometría facial (3DFM)
Aunque este no es un verdadero sistema de proyección de imágenes, emplea dos
cámaras (CCD) que capturan las imágenes del objeto, un hardware en tiempo real
para el reconocimiento de los puntos, y un software para la reconstrucción 3D de los
puntos x, y, z, coordenadas relativas al sistema de referencia. Los puntos son
localizados en la cara y luego cubiertas con marcadores hemisféricos reflectivos de 2
mm. La adquisición de los dos lados es necesaria para capturar la cara entera (3,4).
La reproducibilidad en la identificación de los puntos es cuestionable. Cambios en la
expresión facial entre la sesión de las dos adquisiciones incrementa la magnitud del
error. Ninguno de los modelos puede producir la apariencia natural de los tejidos
blandos de la cara. Como resultado, este sistema no es usado como una herramienta
3D para la planificación y tratamiento como un medio de comunicación entre
ortodoncistas o con pacientes ortognáticos 3,4.
10
II.6. APLICACIONES DE LAS IMÁGENES 3D
Archivando modelos de estudio: Las imágenes en 3D son una manera confiable de
archivar modelos de estudio, produciendo imágenes durables sin ningún miedo a la
perdida o daño a los modelos originales. Si un modelo requieres 5MB de de espacio
entonces un CD puede contener entre 130 y 145 modelos de estudio. Documentación
del progreso del tratamiento y la comunicación entre colegas profesionales. Con los
nuevos avances en imágenes tridimensionales y software ortodonticos, el ortodoncista
puedes examinar las relaciones intra e inter-arcos con mucha más precisión.
Simulación del cierre de espacio después de una extracción o retracción de un
incisivo pueden ser fácilmente mostradas a los pacientes. La prefabricación de arcos
de alambre usando robots específicos después de la colocación de los brackets en el
arco dental (4). Fig. 6
Fig.6. Modelo de Estudio Capturado por Láser
Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic2004.
II.6.1 Paciente Ortodóntico Virtual
El ultimo sueño de las imágenes y modelos en 3D se podría llamar el Paciente
Ortodóntico Virtual, donde nosotros podemos ver tejidos blandos duros y dientes en
tres dimensiones. Si esto se pudiera realizar de una manera exacta permitiría que una
variedad de datos recogidos y se realizaran una variedad de análisis de tejidos blandos
duros. Nuestro conocimiento del sistema masticatorio aumentaría y nuestra
comprensión de los movimientos biomecánicos de los dientes, ortopédicas y
ortognáticas mejoraría 4.
11
A pesar de las desventajas de la exploración de la tomografía computarizada, se han
hecho las tentativas de combinar en 3D la información de los tejidos duros y
derivados de la exploración con TC, con otro dental o la información del tejido blando
obtenida por visión u obtenidas por la técnica de escaneo por láser. Recientemente
Xia et al. desarrollo un sistema de reconstrucción en 3D de modelos de tejidos
blandos y duros de cortes secuenciales de Tomografía Computarizada usando una
técnica de representación superficial seguida por la obtención extracción de las
características faciales de los tejidos blandos en 3D. Esta técnica fue importante para
demostrar la importancia de tener los detalles completos de la cara a color, sin
embargo la validez del proceso de reconstrucción no fue evaluada, ni el error
potencial del cambio de la expresión facial durante la adquisición de los datos (4).
Un nuevo método de combinación y mapeo de las texturas faciales de los pacientes
(basado en estereofotogrametria) fue propuesto recientemente por Khambay et al. Sin
embargo esta técnica todavía esta en su fase experimental con un error de 1.25mm.
que obviamente necesita ser reducido 4.
II. 6.2 Tecnología OrthoCAD
Ha sido desarrollado por CADNET para permitir al ortodoncista ver, manipular
medir, analizaren 3D modelos digitales del estudio fácilmente y rápidamente. Las
impresiones de alginato del maxilar y la mandíbula, junto con un registro de mordida,
son requeridos para la construcción modelos de estudio digitales en 3D, los cuales son
descargados manualmente o automáticamente dela pagina Web usando un programa
llamada OrthoCAD Downloader. El tamaño de cada modelo en 3D es de 3MB 4,11.
Fig. 7
Fig. 7. Visualización en Computadora
Fuente: Joffe L. Am Journal of Orthodontics. 2004.
12
El operador puede mirar los modelos por separado y juntar en cualquier dirección y en
cualquier ampliación deseada en la pantalla. El software viene con varias
herramientas de análisis de medida como: Bolton, longitud de arco; análisis de la línea
media capacidad de partir el modelo sagitalmente o transversalmente para realizar
mejores comparaciones; y análisis de del overjet y overbite. Cualquier inexactitud en
el registro puede ser corregido. Una de las características interesantes de este
programa es el oclusograma, que incluye vistas oclusales de los arcos superior o
inferior, que permite al ortodoncista determinar los contactos oclusales 4,11.
II.6.3 Tecnología Align
Es una manera invisible de alinear los dienten una oclusión perfecta usando
aplicaciones claras y delgadas. El proceso empieza cuando el ortodoncista hace un
diagnostico inicial y un seguimiento del avance del tratamiento. Entonces estos se
envían a Tecnología Align junto con las radiografías del paciente, impresiones y
registros oclusales. En el laboratorio los modelos se convierten en datos 3D con
maquinas de exploración destructiva. Estos datos se envían a los diseñadores gráficos
que cortan cada diente y lo guardan como una unidad geométrica separada. Una vez
que los dientes se separen y vuelvan a remontar en el arco, los diseñadores crean una
disposición final de los dientes que el paciente mirara cuando el tratamiento es
terminado. Esta simulación se envía al ortodoncista para su aprobación final, y
siguiendo una serie de modelos dentales se construye material termoplástico y
fotosensible 4,12.
Estos se usan para fabricar el producto terminado una serie de alineadores invisibles.
La tecnología Invasilign trata solamente de los dientes (coronas) sin la construcción
de la ecuación del tratamiento virtual relacionada entre los dientes y la base craneal,
los labios y otros tejidos orofaciales 4,12 Ver Anexo 1.
II.7 IMÁGENES EN 3D DE LA CARA
II.7.1 Exploración con TC
Esta técnica ha ganado considerable popularidad en el campo medico, pero con
respecto a la proyección facial, sus principales desventajas son:
1 Exposición al paciente a una alta dosis de la radiación de ionización 4,6.
13
2 Limitada resolución de los tejidos blandos faciales debido al espaciamiento del
corte 4.
2 La posibilidad de tener artefactos hechos de metal dentro de la boca 4. Fig. 8
Fig. 8. Tomografía Computarizada.
Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA Journal. 2003.
II.7.2 Tomografía Volumétrica
Fue diseñado para contrarrestar algunas de las limitaciones de los dispositivos de
tomografía convencional 6, 7, 13. El objeto que se evaluará se captura con una fuente
de radiación baja sobre un detector de dos dimensiones. Esta simple diferencia
permite que una sola rotación de la fuente de la radiación capture una la región entera
de interés, con respecto a los dispositivos convencionales de Tomografía
Computarizada donde las los cortes múltiples se apilan para obtener una imagen
completa. La tomografía Volumétrica también produce considerablemente menos
radiación de dispersión comparadas con la tomografía convencional. Esto aumenta
perceptiblemente la utilización de los rayos x y reduce la capacidad del tubo de rayos
x requerida para la exploración volumétrica. Se ha divulgado que la radiación total es
el aproximadamente 20% menos que la Tomografía convencional y el equivalente a
una exposición radiográfica periapical de la boca 7, 13,14. Fig. 9
14
Fig. 9. Tomografía Volumétrica
Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA Journal. 2003.
Estas innovaciones son significativas y permiten que la Tomografía Volumétrica sea
menos costosa y más pequeña. Las imágenes son comparables a la Tomografía
Convencional y, se puede ver la cabeza completa, como ver los componentes
regionales del cráneo 13,14.
II.7.3 Sistemas de la adquisición de CBCT
Hay actualmente cuatro abastecedores del sistema en el mercado mundial 13, 14:
1 N NewTom 3G (Radiología Cuantitativa, Verona, Italia),
2 N i-CAT (ciencias internacionales, Hatfield, los E.E.U.U.), CB MercuRay
(Hitachi Medical Corporation, Tokio, Japón) de la proyección de imagen de N,
3 N 3D Accuitomo (J Morita Mfg Corp, Kyoto, Japón). Fig.10
Fig. 10. Tomógrafos volumétricos disponibles.
Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA.Journal. 2003.
15
Mientras que la investigación clínica de esta tecnología avanza, los costos se reducen,
no hay duda que más abastecedores comenzarán a invertir y a promover esta
tecnología. Las máquinas disponibles de CBCT se diferencian en tamaño, ajustes
posibles, el área de la captura de la imagen (campo visual), y el uso clínico 13.
II.7.3.1 NewTom 3G
La familia de los dispositivos de NewTom 3G (radiología cuantitativa, Verona, Italia),
fue introducida recientemente como parte de un proceso evolutivo de su precursor el
NewTom 9000. El NewTom era el primer dispositivo en el mercado dental en utilizar
tecnología de CBCT. El sistema funciona de una manera similar a una Tomografía
Computarizada convencional. El paciente es reflejado en una posición supina, y las
exploraciones de la cabeza y del cuello se terminan en el plazo de 36 segundos. El
sistema ofrece tres campos visuales posibles. Los fabricantes demandan que el
sistema puede producir una resolución del voxel hasta 0.125 milímetro al usar un
campo visual más pequeño 13,16.
El voxel (píxel del volumen) representa una cantidad de datos tridimensionales,
mientras que un píxel representa un punto o un racimo de puntos en datos de dos
dimensiones 13, 16, 19. En el voxel la resolución da una indicación de la capacidad de
capturar los detalles más finos en una exploración (el ligamento periodontal tiene en
promedio 0.5 milímetro de ancho y, por lo tanto, para capturar este detalle se necesita
un mínimo de dos voxel con una resolución de 0.25 milímetro) 13,16. Fig. 11
Fig. 11. Imágenes 3D Cefalométricas
Fuente: Aperio. WWW.208.49.92.243/2006
16
El software construido permite el análisis del área volumétrica y superficial de tejidos
blandos y duros. Estos datos se pueden exportar en una proyección de imagen
estándar y Digital. Las comunicaciones en la medicina (DICOM) 3-D ajustaron el
formato para la manipulación de la imagen 13, 16.
II.7.3.2 I-CAT
Es desarrollado por Imaging Sciences internacional (PA de las ciencias, de Hatfield
de la proyección de imagen, los E.E.U.U.). La imagen tridimensional se captura con
el paciente sentado verticalmente como en cualquier máquina estándar y el tiempo de
la exploración varía a partir de 20 –40 segundos. En los prototipos iniciales,
solamente las regiones maxilar y mandibular podrían ser reflejadas, pero con nuevas
mejoras y modificaciones, los fabricantes ahora demandan que un campo visual de
20625 centímetros puede ser obtenido. Esto es suficiente para capturar una imagen
facial estándar equivalente a la de un cefalograma lateral tridimensional 13,15. Fig. 12
Los fabricantes demandan que el detector del panel amorfo de silicio de la novel no
proporciona ninguna distorsión, 12-bit en escala de grises y un píxel da una resolución
de 0.125mm. La pantalla plana proporciona buen contraste y una vida larga de la
pantalla, así se hacen mejores imágenes clínicas, a un buen costo (13,15). Fig. 13
Fig. 12. Imágenes 3D de Cráneo.
Fuente: ICAD. www.imagingsciences.com/2006
17
Una crítica temprana del sistema era la distorsión de los tejidos finos faciales
producidos por el resto de barbilla cuando colocaron al paciente en el dispositivo. Esta
regeneración ha conducido a la compañía a mejorar el dispositivo de postura del
paciente y ningunos de estos problemas se presentan en las últimas versiones del
sistema13,15. Fig. 13
Fig. 13. Imágenes 3D de Cráneo.
Fuente: ICAD. www.imagingsciences.com/2006
II.7.3.3 CB MercuRay
El CB MercuRay (Hitachi Medical Corporation, Tokio, Japón) es lo último en
proyección de imágenes de tomografía volumétrica de la cabeza y del cuello 13.
La fuente de la radiografía se hace de un tubo de baja energía fijado en el ánodo
produciendo una radiografía cónica que se captura en un reforzador de imagen y un
CCD de estado sólido. Los fabricantes demandan que el tiempo de exploración es de
10 segundos con una rotación de 360 que proporciona 288 vistas que se puedan
considerar como 2D o 3-D. El CB MercuRay ofrece tres diversos campos visuales y
es la máquina más rápida de CBCT actualmente disponible. Esto es una ventaja en la
reducción del movimiento paciente durante toma de la imagen 13,17. Fig. 14
Fig. 14. Tomógrafo volumétrico.
Fuente: Hitachi. www.hitachimed.com/2006
18
II.7.3.4 3D Accuitomo
El 3D Accuitomo (J. Morita Mfg Corp, Kyoto, Japón) fue desarrollado con la
colaboración entre la escuela de la odontología en Nihon University y J Morita MfG
Corp. El campo visual es de 30 x 40 milímetros y se centra en investigaciones
anatómicas regionales específicas. El campo visual más pequeño da lugar a una
radiación reducida de 7.4 mSv. Esta unidad pequeña y compacta tiene la ventaja de
solamente requerir 1.6 veces el espacio de una unidad panorámica dental (1620 x
1200 x 2080 milímetros) 13,16. Fig. 15
Fig. 15. Tomógrafo volumétrico.
Fuente: J Morita. www.jmoritausa.com/2006.
II.7.4 Exploración con láser en 3D
La exploración con láser proporciona un método menos invasivo de capturar por
planos la cara o de evaluar el resultado de un tratamiento ortodóntico o quirúrgico
ortodóntico. Sin embargo esta técnica tiene varios defectos para la exploración facial:
1. Lentitud del método, produciendo distorsión de la imagen explorada.
2. Seguridad con respecto a exponer los ojos a los rayos láser especialmente en
niños en desarrollo.
3. Inhabilidad de capturar la superficie y textura de los tejidos blandos, que da
lugar a las dificultades en la identificación de los puntos que son dependientes
de color superficial, incluso con los nuevos adelantos en láser de luz blanca
que capturan la textura superficial del color, los defectos persisten.
19
II.7.5 Cefalometría 3D
Desde mediados de los años 70 los análisis 3D y los procedimientos relacionados a
Ortodoncia se han ensayado con diversos acercamientos. Los avances en el uso de los
software imágenes en 3D han permitido importantes cambios en la percepción de las
estructuras craneofaciales 7. A pesar de la mejora en la investigación de la
cefalometría en 3D con todo un armamentariun avanzado, esta técnica toma mucho
tiempo, expone al paciente a la radiación y no define los tejidos duros y blandos, con
dificultad en relacionar los puntos en ambas radiografías, especialmente en la técnica
biplanar 4. La tomografía de volumen digital es otra técnica usada con maquinas
Newton Qr-dvt explorador de un escáner de 9000 volúmenes (Aperio Services Verona
Italia). La Tomografía Computarizada de cono produce una baja dosis de radiación
que la tomografía computarizada en espiral, y es comparada con la radiografía
panorámica 7, 13, 14. También permite reconstrucciones secundarias sagitales,
coronales, y para-axiales, cortes y reconstrucciones en 3D de varios estructuras
craneofaciales debido a sus datos volumétricos. Con esta nueva tecnología, la
definición de los modelos en 3D puede ser producida directa o indirectamente, para
mencionar las estructuras craneofaciales en 3D se pueden determinar con una nueva
clase de imágenes volumétricas 7.
Comparado con las radiografías cefalométricas tradicionales, el CBCT produce
imágenes que son anatómicamente verdaderas (1:1 en tamaño), las representaciones
en 3Dde cualquier corte pueden ser exhibidas en cualquier ángulo y cualquier parte
del cráneo y suministrada en papel, película o digitalmente 7,14.
Desde que esta tecnología se introdujo en Norte América en el 2000, el desafió actual
para los clínicos es entender e interpretar la proyección de imágenes en 3D, y también
decidir sobre una modalidad particular de la proyección de imagen como una función
de información/diagnostico contra el riesgo paciente/análisis y costo/beneficio.
Actualmente no hay manera específica de analizar estas imágenes en 3D y la
limitación en interpretación todavía existe. Así, nuevos estándares son requeridos y
los clínicos necesitan una preparación especial para ocuparse de estas imágenes 7,14.
Fig. 15
20
Fig. 16. Imagen volumétricas 3D.
Fuente: APERIO. WWW.208.49.92.246/2006
Lagravere y Major establecieron un punto de referencia localizado equidistantemente
a los puntos en el centro de cada Foramen Espinoso, (ELSA) fue establecido, dando
valores a las coordenadas de: x=0, y=0, y z=0. Los puntos cefalométricos usados
tradicionalmente fueron localizados en las imágenes volumétricas. Las coordenadas
de los diferentes puntos fueron determinadas con respecto a esta referencia,
mostrando un bajo nivel de error en el plano vertical y horizontal. Este punto se eligió
porque es un circulo pequeño que visto axialmente es fácil de localizar, usando al
cóndilo y la cavidad glenoidea como guías. También se eligió este punto porque la
literatura muestra que el crecimiento de la base craneal ocurre en un 85% durante los
primeros 5 años y cambios de menor importancia ocurren cuando envejecen 7. Fig. 17,
18
Fig. 17. Identificación del Punto Elsa. Vista sagital.
Fuente: Lagravère Manuel O, Major Paul W. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005.
21
Fig. 18. Identificación del Punto Elsa. Vista axial en ambos maxilares entre caninos.
Fuente: Lagravère Manuel O, Major Paul W. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005.
22
III. CONCLUSIONES
1 Las radiografías Cefalométricas son una herramienta de gran ayuda para los
ortodoncistas.
2 La gran evolución de las imágenes tridimensionales en el campo de medicina esta
en un futuro no muy lejano y va ser una herramienta de diagnostico muy acertada.
3 Dentro del grupo de imágenes tridimensionales la tomografía volumétrica o
CBCT se proyecta como una excelente herramienta de diagnostico en el campo de
Estomatología.
4 Actualmente no hay manera específica de analizar estas imágenes en 3D y la
limitación en interpretación todavía existe.
23
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ANEXOS
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