Narrow your search

Library

KU Leuven (4)


Resource type

dissertation (4)


Language

English (4)


Year
From To Submit

2008 (4)

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Dissertation
Implant stability in relation to bone density and bony defects
Authors: --- --- ---
Year: 2008 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculty of Medicine

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Keywords


Dissertation
The impact of systemic and local factors on the incidence of oral implant failures.

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Orale implantaten hebben een goede prognose mits de technieken zorgvuldig worden toegepast zowel voor de chirurgische als voor de prothetische behandelingsfaze. Deze thesis concentreert zich op het chrirugisch gebeuren. Deze thesis onderzoekt of lokale en systeemfactoren kunnen bijdragen tot het niet integreren of zelfs verlies van orale implantaten (hetzij bij snelle of uitgestelde belasting, d.w.z. voor of na occlusale belasting). Het tweede deel onderzoekt de invloed van oppervlakte-eigenschappen van implantaten op de voorspelbaarheid van osseointegratie. Het eerste deel rapporteert zowel retrospectieve als prospectieve studies op grote schaal (hoofdstuk II, III en IV). De politiek van de afdeling parodontologie te Leuven is om alle patiënten toe te laten, zelfs indien systemische of locale factoren het resultaat negatief kunnen beïnvloeden, wanneer zij baat hebben bij orale rehabilitatie met behulp van implantaten. De incidentie van dergelijke nefaste factoren is dus niet te verwaarlozen. Een ander gunstig aspect voor het onderzoek is dat gedurende twintig jaar eenzelfde implantaatsysteem door de afdeling werd gebruikt (het. Brånemark system®, Nobel Biocare,). Dit beperkt het aantal variabelen waardoor de impact van systemische en locale factoren duidelijker naar voren komt. Hoofdstuk twee onthult – door middel van een groot aantal opeenvolgende patiënten- dat verschillende systeem- en locale factoren tijdens de inhelingsfaze in het kaakbot kunnen interfereren met het osseointegratieproces. De grote meerderheid van deze implantaten had een gemachineerd oppervlak. Sommige factoren die tot het falen bijdragen, zoals roken, zijn gekend en vormden dus geen verrassing. Andere factoren, zoals de ziekte van Crohn, osteoporose en de nabijheid met het natuurlijk gebit , waren minder verwacht. Deze bevindingen kunnen de indicatiestelling voor het al dan niet gebruiken van implantaten beïnvloeden. Een alternatief prothetisch behandelingsplan kan in dergelijke gevallen voorgelegd worden aan de patiënt. Wanneer een “verbeterd” implantaatoppervlak, dit wil zeggen licht verruwd door een dikkere oxidelaag, zoals TiUnite, werd geëvalueerd (hoofdstuk III) bleek het vroegtijdige falen van implantaten zeer zeldzaam (1,9%). Dit bemoeilijkte de analyse van interfererende factoren . De studie toont toch aan dat zowel een slechte botkwaliteit als de implantaatdiameter niet relevant zijn voor het succespercentage. Aan de andere kant leek een darmontsteking zoals de ziekte van Crohn, diabetes type 1 en hysterectomie de incidentie van vroegtijdig implantaatverlies te verhogen. Hoofdstuk IV onthult dat lokale factoren, zoals botkwaliteit en radiotherapie, bijdragen tot laattijdig implantaatverlies. Ook implantaateigenschappen, zoals een bredere diameter en rigiditeit (gemeten door PTV) bleken relevant, terwijl roken en systeemfactoren geen prominente spelers in de etiologie van laattijdig implantaatverlies bleken. Aangezien de botkwaliteit in sommige gevallen het resultaat van enossale implantaten beïnvloeden (hoofdstuk II en IV) was het logisch om te verduidelijken of het preoperatieve onderzoek, zoals routinematig gedaan wordt op basis van radiografieën van het kaaksbot, een geldige discriminerende waarde heeft. Hoofdstuk (V) evalueert de geldigheid van subjectief onderzoek van het kaaksbot door het te vergelijken met verschillende objectieve metingen met de Osseocare®, Periotest® en de Osstell®. Al deze metingen werden vergeleken met de botkwaliteit categorieën van de Lekholm en Zarb index, gebaseerd op radiologische aspecten en de tactiele sensaties van de chirurg. Om het tweede doel van deze thesis te analyseren, de invloed van implantaat oppervlakte eigenschappen werden zowel gemachineerde als licht verruwde implantaatoppervlakken onderzocht. In hoofdstuk (VI) worden implantaten met een verdikte oxide laag (TiUnite) qua succespercentage vergeleken met implantaten met gemachineerde oppervlakken . Hiervoor werden de twee implantaatsoorten gebruikt om gefaalde voorgangers te vervangen. Op deze manier werden de vervangers aan dezelfde patiënt gerelateerde risicofactoren dan de gefaalde implantaten blootgesteld. Het aantal variabelen werd hierdoor handig omzeild. Deze studie onthult dat de TiUnite oppervlakken een betere prognose hebben dan de gemachineerde wanneer een gefaald implantaat moet vervangen worden. Hoofdstuk (VII) wijst op een grotere incidentie aan retrograde peri-implantitis, niettegenstaande een lager faalpercentage bij TiUnite implantaten dan bij gemachineerde implantaten. Deze observaties suggereren een sneller bot implantaatcontact bij een TiUnite oppervlak. De retrograde periimplantitis wordt veroorzaakt door achtergebleven littekenweefsel of infectiehaard ter hoogte van de receptor site. The thesis investigates whether systemic and local factors may contribute to oral implant failures (either early or late, i.e. before or after occlusal loading). A second part investigated the impact of implant surface characteristics on the predictability of osseointegration. To achieve the first goal, large scale, both retrospective and prospective, studies were undertaken (chapters II, III and IV). Since it is a general policy of the department of periodontology to accept all patients, even when systemic or local factors can compromise the outcome, on the condition they can benefit from implants for their oral rehabilitation, , the incidence of such compromising factors is not negligible. Another favorable aspect for these studies was that the same implant hardware (Brånemark system®, Nobel Biocare, Gothenburg, Sweden) was used for two decades in the department. This limits the number of covariables thus disclosing more easily, the impact of systemic and/or local factors. Chapter II reveals -through the very large number of consecutive patients- that several systemic and local factors may interfere with the osseointegration process in the early stage. The vast majority of these implants had machined surfaces. Some of the identified factors for failure could be expected, such as smoking. Others, like Crohn’s disease, osteoporosis, vicinity with the natural dentition, were less expected. As a consequence of these findinds the indication for the use of oral implants should sometimes be reconsidered. When alternative prosthetic treatments are available they should be proposed to patients when establishing the treatment plan. When an “improved” implant surface, such as TiUniteTM , was evaluated (chapter III), the early failure rate was so small (1.9%), that the analysis of interfering factors became difficult. This study still identifies poor bone quality or implant diameter as not relevant for the outcome . On the other hand gastric problems, Crohn’s disease, diabetes type I and radical hysterectomy seemed to increase the incidence of early implant losses. Chapter IV reveals that local factors, such as bone quality and radiotherapy, are predominant causes of late implant failures. Implant characteristics, such as wide diameter, and PTV also appear to be relevant, while smoking and systemic health factors are not prominent players in the etiology of late implant loss. Since bone quality affects the outcome of endosseous implants in some instances (chapter II and chapter IV) it was logical to define whether the preoperative assessment, as is routinely done on the basis of radiographs of the jaws, has a valid discriminating power. Chapter IV evaluates the validity of subjective assessment by relating it to several objective measuring devices like Osseocare®, Periotest® and Osstell®. All these measurements relate to the bone quality categories of the Lekholm & Zarb index based on radiological aspects and surgeon’s tactile sensations. To achieve the second goal of this thesis, the impact of implant surface characteristics on implant loss, both machined and ”improved” implant surfaces were investigated. In chapter VI, implants with an thickened oxide layer (TiUnite™) were related with machined-surface implants by comparing the success rates of TiUnite™ and machined implants used to replace failed ones. The replacement implants were thus exposed to the same patient-related risk factors as the failed ones were, a unique approach to limit covariables. This study reveals that the TiUniteTM surface offers a better prognosis than a machined surface when a failed implant has to be replaced. Chapter VII, reveals a higher incidence of retrograde peri-implantitis although a lower failure rate with TiUnite™ implants than for machined implants. These observations suggest a faster occurrence of the bone to implant contact with the TiUnite™ surface. The retrograde periimplantitis is caused by remaining scar or granulomatous tissue at the recipient site such as endodontic pathology of the previously extracted tooth or at a neighboring tooth. De studie heeft als doel na te gaan welke gezondheidsfactoren met het succes van orale implantaten kunnen interfereren. De afdeling parodontologie van de KULeuven gebruikt voor het herstel van de kaakfunctie orale implantaten sedert 25 jaar. Dank zij de beschikbare gegevens van meer dan 3000 patiënten, allen behandeld met hetzelfde implantaattype; was het mogelijk een verfijnde analyses op deze homogene dataset uit te voeren. Zo bleek dat voor orale implantaten slechte kaakbotkwaliteit, radiotherapie en botontstekingen in de buurt als lokale factoren prominente interfererende factoren zijn. Als algemene interfererende gezondheidsfactoren identificeerde deze studie suikerziekte, roken, de ziekte van Crohn - een relatief zeldzame chronische ontsteking van de ingewanden - alsook een radicale hysterectomie als factoren die interfereren met het succes van de implantaten. Soms zal de chirurg dus de patiënt terug naar zijn/haar tandarts verwijzen voor een meer klassieke prothetische behandeling zonder implantaten, wanneer dergelijke ongunstige gezondheidsfactoren aanwezig zijn. Ook blijkt uit deze thesis dat de keuze van het type implantaatoppervlak een invloed heeft op het integreren van de implantaten in het bot. Men kan dus niet de resultaten van een implantaatsysteem naar een ander extrapoleren. This study aims at identifying the health factors which can interfere with the success of oral implants. The department of Periodontology of the Catholic University of Leuven uses for oral rehabilitation implants since 25 years. Thanks to the availability of more than 3000 patient files, all treated by means of the same implant system, a refined analysis of this homogenous dataset was possible. It thus appeared that poor bone quality, radiotherapy and the presence of inflammatory bone lesions in the immediate vicinity were detrimental factors of the osseointegration of implants. As interfering general health factors, this thesis identified smoking, diabetes, radical hysterectomy and Crohn’s disease. The latter is an uncommon chronic inflammatory process of the intestines. The surgeon will thus sometimes send the patient back to his/her dentist for a more classical prosthetic treatment, not involving the use of implants when such unfavorable health factors are present. It also appears from the present thesis that the type of implant surface is a relevant factor for a successful integration within the jaw bone. One cannot thus extrapolate success rates from one implant system to another.

Keywords


Dissertation
Neurovascularisation of the anterior jaw bones and its relation to implant surgery.

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Neurovascularisatie van het anterieure kaakbot en de relatie tot implantaatchirurgie Chirurgie ter hoogte van het anterieure kaakbot wordt frequent uitgevoerd en beschouwd als een veilige en eenvoudige procedure. Met de toename van implantaatchirurgie is ook het aantal gerapporteerde complicaties gestegen. Dit kan deels verklaard worden door de significante variatie in de neurovasculaire banen. Het foramen linguale, mandibulaire incisieve kanaal en het nasopalatinaal kanaal bevatten elk een neurovasculaire bundel, waarvan de diameter groot genoeg kan zijn om een klinisch significant trauma te veroorzaken. Hoewel blijvende neurologische schade na het plaatsen van implantaten slechts in een minderheid van de gevallen voorkomt, toont de huidige studie een significant risico op ernstige complicaties. Gevalstudies over bloedingen illustreren zelfs levensbedreigende complicaties bij implantaatplaatsing in de anterieure mandibulaire regio.De anterieure mandibula zou daarom nauwgezet geanalyseerd moeten worden om het risico op neurovasculaire schade correct in te schatten. Preoperatieve planning van chirurgie in het anterieure kaakbot, zoals implantaatplaatsing, moet rekening houden met het maxillaire nasopalatinaal kanaal, de mandibulaire incisieve, linguale en mentale kanalen om neurovasculaire complicaties te voorkomen. Nauwgezette planning kan gebeuren met behulp van cross-sectionele beeldvorming, waarvoor cone beam CT momenteel de norm is. Neurovascularisation of the anterior jaw bones and its relation to implant surgery Anterior jaw bone surgery is a common procedure, that is often considered as safe and uncomplicated. With the increasing use of oral implants, the number of reported surgical complications has also been growing. Part of this is based on the fact that anterior jaw bones present significant variation in the occurrence of the neurovascularisation. The lingual foramina, mandibular incisive canal and the nasopalatine canal all contain a neurovascular bundle, whose diameter may be large enough to cause clinically significant trauma. Although persistent nerve disturbance after implant placement is present in a minority of the implant surgeries, the present report illustrates a significant risk and if happening, it may result in life disordering complications. The hemorrhage case reports illustrate even a life threatening complication of implant placement in the mandibular interforaminal region.Therefore, the anterior mandible should be reconsidered to encounter the risks for neurovascular damage. It is clear that preoperative radiographic planning of any anterior jaw bone surgery such as oral implant placement should pay attention to the maxillary nasopalatine canal, the mandibular incisive and lingual canals besides the mental one to avoid any neurovascular complications. A careful planning could be achieved using cross-sectional imaging, where cone beam CT has become the method of choice. Neurovascularisatie van het anterieure kaakbot en de relatie tot implantaatchirurgieChirurgie ter hoogte van het anterieure kaakbot wordt frequent uitgevoerd en beschouwd als een veilige en eenvoudige procedure. Met de toename van implantaatchirurgie is ook het aantal gerapporteerde complicaties gestegen. Dit kan deels verklaard worden door de grote variatie in het verloop van zenuwen en bloedvaten. Hoewel blijvende neurologische schade na het plaatsen van implantaten slechts in een minderheid van de gevallen voorkomt, toont de huidige studie een reëel risico op ernstige complicaties. Gevalstudies over bloedingen illustreren zelfs levensbedreigende complicaties bij implantaatplaatsing in het voorste deel van de onderkaak. Dit gebied zou daarom nauwgezet geanalyseerd moeten worden om het risico op beschadigingen correct in te schatten. Preoperatieve planning van chirurgie in het kaakbot, zoals implantaatplaatsing, moet rekening houden met verschillende anatomische structuren om complicaties te voorkomen. Nauwgezette planning kan gebeuren met behulp van driedimensionale beeldvorming, waarvoor cone beam CT momenteel de norm is. Neurovascularisation of the anterior jaw bones and its relation to implant surgery Anterior jaw bone surgery is a common procedure, that is often considered as safe and uncomplicated. With the increasing use of oral implants, the number of reported surgical complications has also been growing. Part of this is based on the fact that anterior jaw bones present significant variation in the occurrence of nerves and blood vessels. Although persistent nerve disturbance after implant placement is present in a minority of the implant surgeries, the present report illustrates a true risk and if happening, it may result in life disordering complications. The hemorrhage case reports illustrate even a life threatening complication of implant placement in the lower jaw.Therefore, the anterior mandible should be reconsidered to encounter the risks for structural damage. It is clear that preoperative radiographic planning of any anterior jaw bone surgery such as oral implant placement should pay attention to several anatomic structures to avoid complications. A careful planning could be achieved using three dimensional imaging, where cone beam CT has become the method of choice.

Keywords


Dissertation
Geometrical and dosimetrical aspects of low-dose CT in dentomaxillofacial radiology.

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Onlangs zijn een indrukwekkend aantal cone-beam computed tomography (CBCT) scanners geïntroduceerd die gespecialiseerd zijn in dentomaxillofaciale beeldvorming. Met een traditionele multi-slice computed tomography (MSCT) scanner, worden enkele rota-ties van een portaal waarop een x-stralenbron en een x-stralenontvanger zijn gemonteerd, uitgevoerd rond de patiënt terwijl de patiënt door het portaal beweegt. Met een CBCT scanner, zijn een x-stralenbron en een twee-dimensionale (2-D) beeldontvanger gemonteerd op het portaal. In dit geval wordt slechts één rotatie van het portaal rond de patiënt uitgevoerd. Een reconstructiealgoritme wordt uitgevoerd voor de berekening van een drie-dimensionaal (3-D) beeldvolume op basis van de verkregen beeldgegevens. CBCT en MSCT scanners worden niet alleen meer gebruikt voor diagnostische taken, maar ze worden ook steeds belangrijker voor prechirurgische planning en beeldgeleide chirurgi-sche procedures in het dentomaxillofaciale gebied. 3-D beelden verkregen door deze machines kunnen gebruikt worden voor intra-operatieve navigatie en beeldgeleide operaties waarin orale implantaten geplaatst worden. Dergelijke toepassingen vereisen een voldoende geometrische nauwkeurigheid van de scans om op deze manier een geslaagde operatie te bereiken. De fabrikanten van CBCT scanners beloven dat deze scanners 3-D informatie genereren voor de dentomaxillofaciale radioloog met een lagere stralingsdosis dan de conventionele MSCT scanners, maar met voldoende kwaliteit zodat ze gebruikt kunnen worden in beeldgebaseerde operaties voor het plaatsen van orale implantaten. Om deze hypothese te testen, werden zowel de beeldkwaliteit en de stralingsdosis geëvalueerd op een MSCT scanner en vier verschillende CBCT scanners: de Accuitomo 3-D, de NewTom 3G, de MercuRay CB en de i-CAT. Dit waren de vier pioniers van CBCT scanners voor de dentomaxillofaciale radiologie. (1) De beeldkwaliteit werd geëvalueerd op basis van de nauwkeurigheid van de botsegmentatie in deze beelden. Een nauwkeurige botsegmentatie is een vereiste voor het gebruik van de CBCT scanner in beeldgeleide operaties voor het plaatsen van orale implantaten. (2) De stralingsdosis werd geëvalueerd door het meten van de effectieve stralingsdosis door middel van experimenten met het Rando-Alderson fantoom en thermoluminescente dosismeters. Deze methode genoot de voorkeur omdat er geen gestandaardiseerde technische dosis schatting beschikbaar was en simulaties te veel tijd in beslag nemen. De vraag over de beoordeling van de nauwkeurigheid werd onderzocht in verschillende stappen. In de eerste stap, werd de software ontwikkeld die gebruikt wordt voor het automatisch evalueren van de segmentatienauwkeurigheid van CT scanners. Daarvoor werd het European Spine Phantom (ESP), een semi-anthropomorfisch fantoom dat bestaat uit een simulatie van een menselijke ruggengraat, gebruikt. Dit fantoom is gebouwd met een nauwkeurigheid van 0,1 mm. Een computermodel van dit fantoom werd gebouwd en geregistreerd met de CT-beelden van het fantoom. Dankzij deze registratie kunnen meetlijnen die gedefinieerd zijn in het computermodel overgedragen wor-den naar het CT-beeld en kunnen botdiktes op overeenkomstige plaatsen worden gemeten en vergeleken. Deze software werd verder ontwikkeld en geoptimaliseerd voor gebruik met meer realistische fantomen voor de dentomaxillofaciale beeldvorming. In de volgende stap werden botdiktes gemeten op kaken gescand met CBCT scanners en MSCT scanners met elkaar vergeleken. De conclusie van deze studie was dat de dikte van het bot significant verschillend was als overeenkomstige diktes werden ge-meten op de twee verschillende soorten beelden. Het kleinste verschil werd gevonden voor de i-CAT (0,05 ± 0,47 mm) en het grootste verschil werd gevonden voor de Accuitomo 3D (1,2 ± 1,00 mm). Om de absolute nauwkeurigheid van botsegmentatie weer te geven, moest een betere gouden standaard ontwikkeld worden. Deze gouden standaard werd vastgesteld door het scannen van een droge schedel met een laser scanner. Gebaseerd op een pun-tenwolk afkomstig van de laser scanner, werd een 3-D volume berekend. Dit 3-D volume werd geregistreerd aan de 3-D scans van de schedel. De hoogste segmentatienauwkeurigheid werd bereikt met de i-CAT scanner. Deze nauwkeurigheid is uitgedrukt in de 90e percentiel van de absolute verschil tussen de dikte gemeten op de laser model en de over-eenkomstige dikte gemeten op de CT-scan. Voor de MSCT scanner was deze waarde 1,22 mm. Voor de andere geëvalueerde CBCT scanners, werden nauwkeurigheden tot 3 mm gevonden. In een laatste test werd de nauwkeurigheid beoordeeld op basis van fysische fantomen die geleverd werden bij de Accuitomo 3D. Het eerste fantoom was een cilinder in PMMA met cilindrische structuren van lucht-, bot-en aluminium in verwerkt. Het tweede fantoom was een cilinder in PMMA met dunne aluminium gevouwen platen in de vorm van een paddestoel in verwerkt. De proeven op het cilindrisch fantoom leerden ons dat met uitzondering van het klinische protocol van de Accuitomo 3D, de cilinders kunnen worden gesegmenteerd met een nauwkeurigheid die beter is dan 1 mm. De studie van het tweede fantoom leerde ons dat de MSCT scanner meer last heeft van metaalartefacten en bijgevolg is de segmentatienauwkeurigheid slechter voor de MSCT scanner dan voor de CBCT scanner voor structuren met een hoge densiteit. In het algemeen werden er op de fysische fantomen, bleek een betere segmentatienauwkeurigheid bekomen dan met het schedelfantoom. Gebaseerd op de studie van de stralingsdosis, kan men concluderen dat de laag-ste stralingsdosis werd bekomen door de Accuitomo 3D met 13 μSv en de hoogste dosis straling voor de Sensation 16 met 927 μSv. Maar voor de Accuitomo 3D, wordt slechts een klein deel van de onderkaak gescand en voor de Sensation 16 werd het volledige hoofd gescand. Voor de NewTom 3G lagen de waarden tussen 52 en 178 μSv. Voor de i-CAT lagen de waarden tussen 40 μSv en 180 μSv. Als men de stralingsdosis en de beeldkwaliteit combineert is echter te zien dat van de geëvalueerde scanners, alleen de i-CAT de belofte waarmaakt van het leveren van beelden met een lagere dosis maar met de mogelijkheid tot het verwerven van accurate botsegmentatie vergelijkbaar met de traditionele MSCT scanners. Voor de beoordeling van de juistheid van de segmentatie van het schedelbot, wordt bij voorkeur een fantoom met een nauwkeurige geometrische beschrijving, afkomstig van een laserscanner gebruikt. Hoewel geometrische objecten zeer goed dienen voor het bepalen van de segmentatienauwkeurigheid, missen zij de evaluatiemogelijkheden voor vergelijkende anthropomorfe studies. Recently, an impressive number of cone-beam computed tomography (CBCT) scanners have been introduced that are dedicated to dentomaxillofacial imaging. With a traditional multi-slice computed tomography (MSCT) scanner, several rotations of a gantry on which an X-ray source and an X-ray receptor are mounted, are performed around the patient while the patient moves through the gantry. With a CBCT scanner, an X-ray source and a two-dimensional (2-D) image receptor are mounted on the gantry. In this case, only one rotation of the gantry around the patient is performed. A reconstruction algorithm is performed to calculate a three-dimensional (3-D) volume, based on the ac-quired image data. Besides being solely used for diagnostic purposes, CBCT and MSCT scanners are gaining increasing importance for presurgical planning and image-guided surgical procedures in the maxillofacial area. 3-D images acquired by these machines can be successfully used for intra-operative navigation and image-guided endosseous dental implant placement. Such applications require a sufficient geometric accuracy of the scans to achieve satisfactory surgical results. The manufacturers of CBCT scanners promise that these scanners provide 3-D information to the dentomaxillofacial radiologist with a lower radiation dose than con-ventional MSCT scanners, but with sufficient image quality to be used in image guided endosseous implant placement. To test this hypothesis, both the image quality and the radiation dose were evaluated on one MSCT scanner and four different CBCT scanners: Accuitomo 3D, NewTom 3G, MercuRay CB and i-CAT. These were the four pioneering CBCT scanners for the field of dentomaxillofacial radiology. (1) The image quality was evaluated based on bone segmentation accuracy, be-cause accurate bone segmentation is a requirement for the use of CBCT scanner in image guided endosseous implant placement. (2) The radiation dose was evaluated by measuring the effective radiation dose through experiments with a Rando-Alderson phantom and Thermoluminescent Dosimeters. This method was preferred because no standardized technical dose estimate was available and simulations were too time-consuming. The question about image quality assessment was studied in different steps. In the first step, software was developed which can be used to establish segmentation accuracy of CT scanners automatically. Therefore, the European Spine Phantom (ESP), a semi-anthropomorphic phantom that consists out of a spine with three inserts, was used. This phantom is built with an accuracy of 0.1 mm. A computer model of this phantom was built and aligned with the CT images of the phantom. Thanks to this alignment, measure lines defined on the computer model could be transferred to the CT image and bone thickness at corresponding places could be measured and compared. This software was further developed and optimised for use with more realistic phantoms for dentomax-illofacial imaging. In the next step the measured bone thickness from mandibles and maxillas de-rived from bone segmentations in both MSCT and CBCT scanners were compared. The conclusion of this study was that the bone thickness was significantly different. The smallest difference was found for the i-CAT (0.05 ± 0.47 mm) and the largest difference was found for the Accuitomo 3D (1.2 ± 1.0 mm). To express the absolute accuracy of bone segmentation, a better gold standard needed to be developed. This gold standard was found by scanning a dry skull with a laser scanner. Based on a point cloud derived of the laser scanner, a 3-D volume was calculated. This 3-D volume was matched with the 3-D scans of the dry skull. For the segmentation of the skull, the highest accuracy was achieved for the i-CAT. This accu-racy was expressed as the 90th percentile of the absolute difference between the thickness measured on the laser model and the corresponding thickness measured on the CT scan. For the MSCT scanner, this value was 1.22 mm. For the other evaluated CBCT scanners, the accuracy was larger than 3 mm. In a last test, the accuracy was assessed based on physical phantoms provided with the Accuitomo 3D. The first phantom was a cylinder in PMMA with cylindrical inserts of air, bone and aluminium. The second phantom was a cylinder in PMMA with thin aluminium plates inserts folded in the form of a mushroom. The tests on the first cylindrical phantom taught us that except for the clinical protocol of the Accuitomo 3D, the cylinders could be segmented with an accuracy which is better than 1 mm. The study of the second phantom taught us that the MSCT scanner suffered more from metal artefacts and thus the segmentation accuracy was worse for the MSCT scanner than for the CBCT scanner. In general, the results on the physical phantoms, showed a better accuracy for the scanners, than the results on the skull phantom. Based on the study of the radiation dose, one could conclude that the lowest ra-diation dose was acquired for the Accuitomo 3D with 13 μSv and the highest radiation dose for the Sensation 16 with 927 μSv. But for the Accuitomo 3D, only a small part of the mandible was scanned and for the Sensation 16 the complete head was scanned. For the NewTom 3G the values were between 52 μSv and 178 μSv. For the i-CAT the values ranged between 40 μSv and 180 μSv. If the combination of radiation dose and image quality is addressed however, one can see that of the evaluated scanners, only the i-CAT holds it promise of providing images with a lower dose but with the possibility to acquire accurate bone segmentations comparable to traditional MSCT scanners. For the assessment of this accuracy, a skull phantom with an accurate geometrical description derived from a laser scanner should preferably be used. While geometric objects seem to allow a good evaluation of segementation accuracy, more anthropomorphic structures, although essential, cannot be measured nor compared using such geometric objects. Onlangs zijn een indrukwekkend aantal cone-beam computed tomography (CBCT) scanners geïntroduceerd die gespecialiseerd zijn in dentomaxillofaciale beeldvorming. Met een traditionele multi-slice computed tomography (MSCT) scanner, worden enkele rotaties van een portaal waarop een x-stralenbron en een x-stralenontvanger zijn gemonteerd, uitgevoerd rond de patiënt terwijl de patiënt door het portaal beweegt. Met een CBCT scanner, zijn een x-stralenbron en een twee-dimensionale (2-D) beeldontvanger gemonteerd op het portaal. In dit geval wordt slechts één rotatie van het portaal rond de patiënt uitgevoerd. Een reconstructiealgoritme wordt uitgevoerd voor de berekening van een drie-dimensionaal (3-D) beeldvolume op basis van de verkregen beeldgegevens. CBCT en MSCT scanners worden niet alleen meer gebruikt voor diagnostische taken, maar ze worden ook steeds belangrijker voor prechirurgische planning en beeldgeleide chirurgische procedures in het dentomaxillofaciale gebied. 3-D beelden verkregen door deze machines kunnen gebruikt worden voor intra-operatieve navigatie en beeldgeleide operaties waarin orale implantaten geplaatst worden. Dergelijke toepassingen vereisen een voldoende geometrische nauwkeurigheid van de scans om op deze manier een geslaagde operatie te bereiken. De fabrikanten van CBCT scanners beloven dat deze scanners 3-D informatie genereren voor de dentomaxillofaciale radioloog met een lagere stralingsdosis dan de conventionele MSCT scanners, maar met voldoende kwaliteit zodat ze gebruikt kunnen worden in beeldgebaseerde operaties voor het plaatsen van orale implantaten. Om deze hypothese te testen, werden zowel de beeldkwaliteit en de stralingsdosis geëvalueerd op een MSCT scanner en vier verschillende CBCT scanners: de Accuitomo 3-D, de NewTom 3G, de MercuRay CB en de i-CAT. Dit waren de vier pioniers van CBCT scanners voor de dentomaxillofaciale radiologie. (1) De beeldkwaliteit werd geëvalueerd op basis van de nauwkeurigheid van de botsegmentatie in deze beelden. Een nauwkeurige botsegmentatie is een vereiste voor het gebruik van de CBCT scanner in beeldgeleide operaties voor het plaatsen van orale implantaten. (2) De stralingsdosis werd geëvalueerd door het meten van de effectieve stralingsdosis door middel van experimenten met het Rando-Alderson fantoom en thermoluminescente dosismeters. Als men de stralingsdosis en de beeldkwaliteit combineert is echter te zien dat van de geëvalueerde scanners, alleen de i-CAT de belofte waarmaakt van het leveren van beelden met een lagere dosis maar met de mogelijkheid tot het verwerven van accurate botsegmentatie vergelijkbaar met de traditionele MSCT scanners. Voor de beoordeling van de juistheid van de segmentatie van het schedelbot, wordt bij voorkeur een fantoom met een nauwkeurige geometrische beschrijving, afkomstig van een laserscanner gebruikt. Hoewel geometrische objecten zeer goed dienen voor het bepalen van de segmentatienauwkeurigheid, missen zij de evaluatiemogelijkheden voor vergelijkende anthropomorfe studies. Recently, an impressive number of cone-beam computed tomography (CBCT) scanners have been introduced that are dedicated to dentomaxillofacial imaging. With a traditional multi-slice computed tomography (MSCT) scanner, several rotations of a gantry on which an X-ray source and an X-ray receptor are mounted, are performed around the patient while the patient moves through the gantry. With a CBCT scanner, an X-ray source and a two-dimensional (2-D) image receptor are mounted on the gantry. In this case, only one rotation of the gantry around the patient is performed. A reconstruction algorithm is performed to calculate a three-dimensional (3-D) volume, based on the acquired image data. Besides being solely used for diagnostic purposes, CBCT and MSCT scanners are gaining increasing importance for presurgical planning and image-guided surgical procedures in the maxillofacial area. 3-D images acquired by these machines can be successfully used for intra-operative navigation and image-guided endosseous dental implant placement. Such applications require a sufficient geometric accuracy of the scans to achieve satisfactory surgical results. The manufacturers of CBCT scanners promise that these scanners provide 3-D information to the dentomaxillofacial radiologist with a lower radiation dose than conventional MSCT scanners, but with sufficient image quality to be used in image guided endosseous implant placement. To test this hypothesis, both the image quality and the radiation dose were evaluated on one MSCT scanner and four different CBCT scanners: Accuitomo 3D, NewTom 3G, MercuRay CB and i-CAT. These were the four pioneering CBCT scanners for the field of dentomaxillofacial radiology. (1) The image quality was evaluated based on bone segmentation accuracy, be-cause accurate bone segmentation is a requirement for the use of CBCT scanner in image guided endosseous implant placement.

Keywords

Listing 1 - 4 of 4
Sort by