Возможности микрофокусной конусно-лучевой компьютерной томографии в визуализации стоматологических материалов и инородных объектов (экспериментальное исследование)

В ходе работы 136 корней (n = 136) у 76 удаленных зубов были исследованы
при помощи МСКТ, КЛКТ и микроКЛКТ. Затем 109 корней (n = 109) у 71
удаленного зуба были пролечены эндодонтически и исследованы с применением
КЛКТ и микроКЛКТ. В ходе лечения корни зубов были запломбированы
несколькими эндодонтическими материалами. В каналах некоторых корней были
преднамеренно сломаны металлические инструменты для эндодонтического
лечения, после чего некоторые из этих каналов также пломбировались. Корни
пролеченных зубов можно было разделить на группы в зависимости от
содержимого корневых каналов:
а)фрагменты сломанных металлических инструментов (26 корней);
б)кальций-алюмосиликатный цемент (20 корней);
в)фрагменты сломанных металлических инструментов и кальций-
алюмосиликатный цемент (9 корней);
г)гуттаперчевые штифты для латеральной конденсации холодной
гуттаперчи и цинкоксидэвгенольный силер (30 корней);
д)гуттаперчевые штифты для латеральной конденсации холодной
гуттаперчи, цинкоксидэвгенольный силер и фрагменты сломанных металлических
инструментов (10 корней);
е)термопластифицированная гуттаперча на пластиковом носителе и
силер на основе эпоксидной смолы (8 корней);
ж)термопластифицированная гуттаперча на пластиковом носителе без
силера (6 корней).
Кроме того, 4 препарата кости нижней челюсти, 2 из которых содержали
металлические конструкции, закрепленные на кости и зубах, были исследованы
при помощи МСКТ, КЛКТ и микроКЛКТ.
По данным сканирований были построены мультипланарные и трехмерные
реконструкции и проведен их сравнительный анализ. Результаты анализа
обрабатывались в таблице в программе Microsoft Office Excel 2019 / Windows 10.
Для доказательства достоверности заключений в ходе исследования применялся
пакет статистических прикладных программ SPSS 16.0. Микроскопия в качестве
референсного метода не использовалась, так как исследование было посвящено
сравнению неразрушающих методик исследования, важной особенностью которых
является полное отсутствие вмешательства в структуру объектов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В ходе анализа компьютерной томографии зубов до лечения производилась
сравнительная оценка информативности МСКТ, КЛКТ и микроКЛКТ по ряду
критериев:
1.Количество корней с дополнительными каналами в апикальной части,
которые заканчивались апикальными отверстиями. При использовании МСКТ
таких случаев не было обнаружено. По данным КЛКТ данный признак
обнаруживался в n = 24 (17,6%) корнях, по результатам микроКЛКТ – в n = 58
(42,6%) корнях. Во всех случаях, кроме одного, число дополнительных корневых
каналов в корне на микроКЛК-томограммах было больше или равно, чем на КЛК-
томограммах.
2.Количество корней, в которых каналы разделялись на несколько
близких по диаметру каналов в апикальной части корня. По данным МСКТ этот
признак обнаружился в n = 1 (0,7%) корне, КЛКТ – в n = 11 (8,1%) корнях и
микроКЛКТ – в n = 25 (18,4%) корнях. Во всех случаях число образовавшихся
корневых каналов на микроКЛК-томограммах было больше или равно, чем на
КЛК-томограммах.
3.Количество корней с дополнительными корневыми каналами, которые
заканчивались отверстиями на поверхности зуба не в апикальной области корня. С
помощью МСКТ данный признак не обнаруживался, в то время как методика КЛКТ
позволяла наблюдать его в n = 10 (7,3%) корнях, а микроКЛКТ – в n = 14 (10,3%)
корнях. Количество дополнительных каналов вне апикальной части по данным
КЛКТ и микроКЛКТ совпадало в 5,9% (n = 8) наблюдений, во всех остальных
случаях на изображениях микроКЛКТ число каналов было больше.
4.Количествокорней,имевшиханастомозымеждупродольно
направленными корневыми каналами. По данным МСКТ анастомозы не
обнаруживались. По результатам КЛКТ их можно было видеть в n = 7 (5,1%)
корнях, микроКЛКТ – в n = 18 (13,2%) корнях.
5.Количество корней, в каналах которых обнаруживалось содержимое.
По данным МСКТ корневые каналы зубов не содержали включений. На КЛК-
томограммах в корневых каналах обнаруживались округлые структуры высокой
плотности в 14,7% (n = 20) случаев. По результатам микроКЛКТ корневые каналы
содержали включения в 71,3% (n = 97) случаев, при этом дополнительно
обнаруживались структуры как высокой, так и низкой плотности различной
формы.
6.Число корней, в которых обнаруживались продольные линии перелома,
которые сообщались с полостью корневого канала. Подобные повреждения
наблюдались с помощью МСКТ в 1,5% (n = 2) случаев, КЛКТ – в 21,3% (n = 29)
случаев, микроКЛКТ – в 42,6% (n = 58) случаев.
В итоге, результаты МСКТ по всем перечисленным выше параметрам
оказались крайне малоинформативны по сравнению с КЛКТ и микроКЛКТ.
Способность микроКЛКТ обнаруживать микроскопические особенности строения
корней удаленных зубов была выше КЛКТ и МСКТ во всех случаях (рис. 1, а–в).

абв
Рис. 1. Изображения апикальной части корня удаленного зуба в аксиальной
плоскости: а – МСК-томограмма; б – КЛК-томограмма; в – микроКЛК-томограмма

Значимостьразличийвинформативностииспользованныхметодик
компьютерной томографии по каждому из 6 критериев была подтверждена в ходе
статистическогоанализасиспользованиемкритерияВилкоксонадля
непараметрических данных. При изучении дополнительных каналов учитывалось
не только их наличие, но и количество в каждом корне. По результатам
сравнительного анализа в парах между данными КЛКТ/МСКТ, КЛКТ/микроКЛКТ
и МСКТ/микроКЛКТ по 6 критериям во всех случаях было получено значение
р < 0,05, что подтверждало статистическую значимость различий. На втором этапе работы при исследовании препаратов удаленных зубов после лечения рассматривались только КЛКТ и микроКЛКТ, по причине крайне низкойинформативностиМСКТнапервомэтапе.Былапроизведена характеристика рентгеносемиотических признаков пломбировочных материалов по данным КЛКТ и микроКЛКТ (рис. 2, а, б). аб Рис. 2. Фрагменты изображений средней части корня зуба, пролеченного кальций- алюмосиликатнымцементом,ваксиальнойплоскости.Структура пломбировочного материала: а – КЛК-томограмма; б – микроКЛК-томограмма По данным КЛКТ визуализация распределения пломбировочных материалов в корневом канале была затруднена по причине артефактов, которые вызывали нерезкость стенок корневых каналов и эндодонтических материалов внутри них. Пустоты в пролеченных корневых каналах обнаруживались только в случае выраженного неплотного пломбирования. Все пломбировочные материалы обладали плотностью выше дентина. Каналы, пролеченные разными видами гуттаперчи, выглядели более плотными и вызывали более выраженные артефакты по сравнению с каналами, содержавшими кальций-алюмосиликатный цемент. При наличии нескольких пломбировочных материалов в одном канале границы между ними не определялись. Структура эндодонтических материалов по данным КЛКТ всегда выглядела однородной. Артефакты влияли на информативность КЛКТ за счет нечеткости эндодонтических материалов, а также в результате сокрытия структур, которые находились вблизи поверхности пломбировочных материалов. При помощи микроКЛКТ в корневых каналах четко визуализировались очертания эндодонтических материалов и их строение до микроскопических деталей.ВрезультатеподанныммикроКЛКТможнобылоизучить рентгенологические характеристики каждого из 5 пломбировочных материалов по ряду параметров: наличие крупных и микроскопических полостей на границе и в толще эндодонтических материалов, распределение материалов в корневых каналах и их плотность относительно друг друга и дентина, наличие и характер включенийвструктурематериалов.Каждыйизиспользованныхв экспериментальной работе эндодонтических материалов обладал уникальным набором рентгеносемиотических характеристик. Металлические инструменты в корневых каналах на КЛК-томограммах обнаруживались на фоне кальций-алюмосиликатного цемента в зависимости от контрастности, яркости и плоскости реконструкции. На фоне гуттаперчевых штифтов фрагменты металла сливались с содержимым канала либо выглядели идентично штифту. Поэтому по данным КЛКТ удалось построить трехмерные модели только для фрагментов металла в каналах, заполненных кальций- алюмосиликатным цементом или не содержавших пломбировочных материалов. На КЛК-томограммах металлические фрагменты имели размытые контуры, а форма их в поперечном сечении всегда была округлой. Поэтому трехмерные модели по данным КЛКТ имели сглаженные поверхности. На микроКЛК-томограммах сломанные инструменты всегда хорошо выделялись и имели четкие контуры, определялись круглая, треугольная и четырехугольная формы обломков в поперечной плоскости (рис. 3). По данным микроКЛКТ во всех случаях удавалось построить высокодетализированные трехмерные реконструкции. Рис. 3. Фрагмент микроКЛК-томограммы средней части корня зуба в аксиальной плоскости. Канал содержит обломок сломанного металлического инструмента и гуттаперчевые штифты в сочетании с цинкоксидэвгенольным силером Трехмерные модели обломков металла в корневых каналах по результатам КЛКТ всегда были больше по объему (в мм3), чем модели тех же обломков по данным микроКЛКТ, причем более чем в 3 раза в 91,4% (n = 32) случаев и более чем в 6 раз в 45,7% (n = 16) случаев. Также модели по данным КЛКТ в 88,57% (n = 31) случаев имели площадь поверхности в (мм2) больше, чем модели микроКЛКТ, при этом в 45,71% (n = 16) случаев более чем в 2 раза. Длина фрагмента (в мм) по данным КЛКТ была больше, чем по данным микроКЛКТ, в 57,1% (n = 20) случаев. Можно сделать заключение, что для трехмерных моделей по данным КЛКТ были свойственны выраженная потеря мелких деталей, увеличение объема и площади поверхности. Значимой закономерности в измерении длины обломков инструментов в зависимости от методики не выявлялось. Значимость заключений была подтверждена в ходе сравнительного анализа таблиц с измерениями по результатам КЛКТ и микроКЛКТ с использованием критерия Вилкоксона. В ходе анализа были получены значения р < 0,05 для сравнения объема и площади поверхности и р > 0,05 для длины.
Таким образом, методика КЛКТ не позволяла описать структуру
пломбировочных материалов, при помощи нее не всегда удавалось установить
присутствие сломанных инструментов в корневых каналах и правильно
охарактеризовать форму металлических обломков. Методика микроКЛКТ всегда
давалавозможностьописатьстроениепломбировочныхматериаловв
микроскопических деталях и обнаружить сломанные инструменты в корневых
каналах, а также предоставила достаточно данных для построения детальных
трехмерных моделей металлических объектов.
Анализ возможностей МСКТ, КЛКТ и микроКЛКТ в оценке костной ткани
проводилсянаоснованиимультипланарныхреконструкцийподанным
сканирования 4 препаратов нижних челюстей. Каналы нижнечелюстных нервов,
периодонтальные щели, костные балки и толщину кортикального слоя можно было
наблюдать при помощи всех 3 методик. На МСК-томограммах обнаруживалось
меньше всего мелких деталей, были выражены артефакты от металлических
объектов. Наиболее информативной из трех методик компьютерной томографии
была микроКЛКТ. При помощи нее визуализировались микроскопические костные
балки даже в областях их плотного скопления, где на КЛК- и МСК-томограммах
происходило слияние отдельных элементов воедино. Очертания металлических
объектов на микроКЛК-томограммах были более четкими по сравнению с МСКТ и
КЛКТ. В то же время за счет способности микроКЛКТ к обнаружению
микроскопических низкоплотных структур на микрофокусных изображениях
дополнительно выявлялись элементы, которые были сопоставимы по яркости с
артефактами. Поэтому слабовыраженные артефакты от металла на микроКЛК-
томограммах могли затруднить визуализацию этих микроскопических и
низкоплотных объектов и привести к потере новой информации.
ВЫВОДЫ
1.В ходе исследования препаратов нижней челюсти микрофокусная
конусно-лучевая компьютерная томография характеризовалась наиболее высокой
информативностью, так как позволяла по сравнению с мультисрезовой и конусно-
лучевой компьютерной томографиями, дополнительно выявить микроскопические
и плотно расположенные костные балки, каналы и отверстия в кортикальной кости.
2.По результатам микрофокусной конусно-лучевой компьютерной
томографии удаленных зубов до лечения обнаруживались дополнительные каналы
в апикальной части корня в 42,6% (n = 58), дополнительные каналы за пределами
апекса – в 10,3% (n = 14), разделение одного канала на несколько каналов – в 18,4%
(n = 25), анастомозы в 13,2% (n = 18), содержимое в каналах в 71,3% (n = 97) и
продольные переломы корня в 42,6% (n = 58) случаев. При использовании конусно-
лучевой компьютерной томографии выявляемость перечисленных признаков
всегда была ниже в 5 из 6 категорий как минимум в 2 раза. При помощи
мультисрезовойкомпьютернойтомографиинеудалосьвизуализировать
дополнительные корневые каналы, анастомозы и содержимое каналов, а
разделение канала в апикальной части и продольные переломы корня были
выявлены только в n = 1 (0,7%) корне и n = 2 (1,5%) корнях соответственно.
3.При анализе данных микрофокусной конусно-лучевой компьютерной
томографии препаратов зубов после эндодонтического лечения пломбировочные
материалы были охарактеризованы по ряду критериев: распределение в корневых
каналах; плотность относительно дентина и других пломбировочных материалов;
наличие и характер включений; присутствие полостей в толще материала и в
области его контакта со стенками и содержимым корневого канала. По
перечисленным характеристикам для каждого пломбировочного материала
сформировалась уникальная рентгеносемиотическая картина.
4.Массивные металлические конструкции, закрепленные на препаратах
нижней челюсти, и фрагменты металлических инструментов, преднамеренно
сломанные в корневых каналах удаленных зубов, меньше всего влияли на
информативность изображений при использовании микрофокусной конусно-
лучевой компьютерной томографии. Только при использовании микрофокусной
конусно-лучевой компьютерной томографии можно было обнаружить все
фрагменты сломанных металлических инструментов в запломбированных
корневых каналах удаленных зубов. Объем трехмерных моделей фрагментов
металла в корневых каналах по результатам конусно-лучевой компьютерной
томографии всегда был больше по объему, чем по данным микрофокусной
конусно-лучевой компьютерной томографии, а площадь поверхности моделей –
больше в 88,6% (n = 31) случаев.
5.Микрофокусная конусно-лучевая компьютерная томография – более
информативная методика в исследовании препаратов нижней челюсти и корней
удаленных зубов до и после эндодонтического лечения, а также в присутствии
металлических объектов по сравнению с мультисрезовой и конусно-лучевой
компьютерными томографиями.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1.Для сканирования препаратов зубочелюстной системы с применением
отечественногомикрофокусногокомпьютерноготомографаМРКТ-04
рекомендованы параметры сканирования 92 кВ / 60 мкА / размер вокселя 20 мкм
или 120 кВ / 25 мкА / размер вокселя 44 мкм для препаратов нижней челюсти и 92
кВ / 60 мкА / размер вокселя 8–20 мкм для препаратов удаленных зубов до и после
эндодонтического лечения.
2.При экспериментальном исследовании препаратов нижней челюсти
рекомендовано применение микрофокусной конусно-лучевой компьютерной
томографиикакнаиболееинформативнойметодикипривизуализации
микроскопических костных структур.
3.Микрофокуснуюконусно-лучевуюкомпьютернуютомографию
следует использовать при изучении корней удаленных зубов до и после
эндодонтического лечения с целью обнаружить дополнительные корневые каналы
и анастомозы, содержимое корневых каналов и продольные переломы корней,
достигающие полости корневого канала, а также при исследовании результатов
эндодонтического лечения и структуры пломбировочных материалов.
4.Уникальные рентгеносемиотические характеристики пломбировочных
материаловподанныммикрофокуснойконусно-лучевойкомпьютерной
томографии позволяют в ходе экспериментального исследования опознать
содержимое корневых каналов зубов после лечения.
5.В ходе экспериментального исследования препаратов зубочелюстной
системы в присутствии металлических объектов и других инородных структур
высокой плотности, таких, как пломбировочные материалы, рекомендовано
использование микрофокусной конусно-лучевой компьютерной томографии как
наиболее информативной методики в присутствии высокоплотных инородных
структур.
6.Применение мультисрезовой компьютерной томографии для изучения
зубочелюстной системы нецелесообразно по причине низкой информативности
методики. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии ограничены
при исследовании микроскопических структур и высокоплотных инородных
материалов в области зубочелюстной системы.