Incidence and classification of bifid mandibular canals using cone beam computed tomography

Aim: To determine the prevalence and classification of bifid mandibular canals using cone beam computed tomography (CBCT). Methods: The sample comprised 300 CBCT scans obtained from the Radiology and Imaging Department database at São Leopoldo Mandic Dental School, Campinas, SP, Brazil. All images were performed on Classic I-Cat® CBCT scanner, with standardized voxel at 0.25 mm and 13 cm FOV (field of view). From an axial slice (0.25 mm) a guiding plane was drawn along the alveolar ridge in order to obtain a cross-section. Results: Among 300 patients, 188 (62.7%) were female and 112 (37.3%) were male, aged between 13 to 87 years. Changes in the mandibular canal were observed in 90 patients, 30.0% of the sample, 51 women (56.7%) and 39 men (43.3%). Regarding affected sides, 32.2% were on the right and 24.5% on the left, with 43.3% bilateral cases. Conclusions: According to the results obtained in this study, a prevalence of 30% of bifid mandibular canals was found, with the most prevalent types classified as B (mesial direction) and bilateral.

Relação da cabeça da mandíbula na fossa mandibular em indivíduos com más oclusões por meio da tomografia computadorizada volumétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação volumétrica por meio da tomografia computadorizada de feixe cônico, dos leitos ósseos potencialmente doadores na região de ramo e mento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Emprego da tomografia computadorizada de feixe cônico na análise de alterações periapicais de origem endodôntica in vivo, e na instrumentação de canais radiculares in vitro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação dos efeitos da expansão rápida da maxila no volume aéreo nasal, por meio da tomografia computadorizada de feixe cônico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Reabsorción radicular externa apical en incisivos y caninos superiores e inferiores sometidos a tratamiento de Ortodoncia en etapa inicial

La Reabsorción radicular externa apical es un proceso inflamatorio común asociado con el tratamiento de ortodoncia. El objetivo de este estudio fue comparar la magnitud de la RREA de los incisivos y caninos superiores e inferiores en pacientes sometidos a la fase inicial del tratamiento de ortodoncia con tres diferentes tipos de brackets. La muestra consistió en 23 casos de pacientes con edades comprendidas entre 12 y 27 años, fueron divididos aleatoriamente en 3 grupos. Grupo I (n=9; 5 mujeres y 4 varones), utilizando brackets pasivos de autoligado Damon Q Grupo II (n= 8; 4 mujeres y 4 varones) utilizando brackets convencionales prescripción Roth y MBT. Grupo III (n=6; 4 mujeres y 2 varones) utilizando brackets Biofuncional QR. Se analizaron 264 dientes (caninos e incisivos superiores e inferiores) mediante el uso de tomografía computarizada de haz cónico (NewTom VGi Cone Beam 3D Imaging), con el escáner NNT Viewer (versión 4.6 NewTom). Los resultados obtenidos indican que la media de reabsorción se mostró distinta para los diferentes protocolos de tratamiento, así como diferente de acuerdo a la pieza analizada, sin embargo, la prueba de ANOVA no encontró diferencias estadísticamente significativas al comparar la media de reabsorción de cada pieza por tipo de brackets empleados o tratamiento realizado (p >0,05). Se concluye que la RREA se ha producido en todos los dientes evaluados, durante los 6 primeros meses de tratamiento y el diseño del bracket (autoligado pasivo, convencional o QR) no influye en el grado de reabsorción radicular.

Investigation of fiducial marker and soft-tissue image guidance techniques in prostate radiation therapy

This thesis examines and compares imaging methods used during the radiotherapy treatment of prostate cancer. The studies found that radiation therapists were able to localise and target the prostate consistently with planar imaging techniques and that the use of small gold markers in the prostate reduced the variation in prostate localisation when using volumetric imaging. It was concluded that larger safety margins are required when using volumetric imaging without gold markers.

CBCT image guidance in head and neck irradiation: The impact of daily and weekly imaging protocols

Purpose This study evaluated the impact of a daily and weekly image-guided radiotherapy protocols in reducing setup errors and setting of appropriate margins in head and neck cancer patients. Materials and methods Interfraction and systematic shifts for the hypothetical day 1–3 plus weekly imaging were extrapolated from daily imaging data from 31 patients (964 cone beam computed tomography (CBCT) scans). In addition, residual setup errors were calculated by taking the average shifts in each direction for each patient based on the first three shifts and were presumed to represent systematic setup error. The clinical target volume (CTV) to planning target volume (PTV) margins were calculated using van Herk formula and analysed for each protocol. Results The mean interfraction shifts for daily imaging were 0·8, 0·3 and 0·5 mm in the S-I (superior-inferior), L-R (left-right) and A-P (anterior-posterior) direction, respectively. On the other hand the mean shifts for day 1–3 plus weekly imaging were 0·9, 1·8 and 0·5 mm in the S-I, L-R and A-P direction, respectively. The mean day 1–3 residual shifts were 1·5, 2·1 and 0·7 mm in the S-I, L-R and A-P direction, respectively. No significant difference was found in the mean setup error for the daily and hypothetical day 1–3 plus weekly protocol. However, the calculated CTV to PTV margins for the daily interfraction imaging data were 1·6, 3·8 and 1·4 mm in the S-I, L-R and A-P directions, respectively. Hypothetical day 1–3 plus weekly resulted in CTV–PTV margins of 5, 4·2 and 5 mm in the S-I, L-R and A-P direction. Conclusions The results of this study show that a daily CBCT protocol reduces setup errors and allows setup margin reduction in head and neck radiotherapy compared to a weekly imaging protocol.

Novel surgical and imaging methods of the middle ear and temporal bone

Välikorvaleikkauksiin usein liittyvän välikorvan ja kuuloluuketjun kirurgisen rekonstruktion tavoitteena on luoda olosuhteet, jotka mahdollistavat hyvän kuulon sekä välikorvan säilymisen tulehduksettomana ja ilmapitoisena. Välikorvan rekonstruktiossa on käytetty implanttimateriaaleina perinteisesti potilaan omia kudoksia sekä tarvittaessa erilaisia hajoamattomia biomateriaaleja, mm. titaania ja silikonia. Ongelmana biomateriaalien käytössä voi olla bakteerien adherenssi eli tarttuminen vieraan materiaalin pintaan, mikä saattaa johtaa biofilmin muodostumiseen. Tämä voi aiheuttaa kroonisen, huonosti antibiootteihin reagoivan infektion kudoksessa, mikä usein käytännössä johtaa uusintaleikkaukseen ja implantin poistoon. Maitohappo- ja glykolihappopohjaiset biologisesti hajoavat polymeerit ovat olleet kliinisessä käytössä jo vuosikymmeniä. Niitä on käytetty erityisesti tukimateriaaleina mm. ortopediassa sekä kasvo- ja leukakirurgiassa. Niitä ei ole toistaiseksi käytetty välikorvakirurgiassa. Korvan kuvantamiseen käytetään ensisijaisesti tietokonetomografiaa (TT). TT-tutkimuksen ongelmana on potilaan altistuminen suhteellisen korkealle sädeannokselle, joka kasvaa kumulatiivisesti, jos kuvaus joudutaan toistamaan. Väitöskirjatyö selvittää uuden, aiemmin kliinisessä työssä rutiinisti lähinnä hampaiston ja kasvojen alueen kuvantamiseen käytetyn rajoitetun kartiokeila-TT:n soveltuvuutta korvan alueen kuvantamiseen. Väitöskirjan kahdessa ensimmäisessä osatyössä tutkittiin ja verrattiin kahden kroonisia ja postoperatiivisia korvainfektioita aiheuttavan bakteerin, Staphylococcus aureuksen ja Pseudomonas aeruginosan, in vitro adherenssia titaanin, silikonin ja kahden eri biohajoavan polymeerin (PLGA) pintaan. Lisäksi tutkittiin materiaalien albumiinipinnoituksen vaikutusta adherenssiin. Kolmannessa osatyössä tutkittiin eläinmallissa PLGA:n biokompatibiliteettia eli kudosyhteensopivuutta kokeellisessa välikorvakirurgiassa. Chinchillojen välikorviin istutettiin PLGA-materiaalia, eläimiä seurattiin, ja ne lopetettiin 6 kk:n kuluttua operaatiosta. Biokompatibiliteetin arviointi perustui kliinisiin havaintoihin sekä kudosnäytteisiin. Neljännessä osatyössä tutkittiin kartiokeila-TT:n soveltuvuutta korvan alueen kuvantamiseen vertaamalla sen tarkkuutta perinteisen spiraali-TT:n tarkkuuteen. Molemmilla laitteilla kuvattiin ohimo- eli temporaaliluita korvan alueen kliinisesti ja kirurgisesti tärkeiden rakenteiden kuvantumisen tarkkuuden arvioimiseksi. Viidennessä osatyössä arvioitiin myös operoitujen temporaaliluiden kuvantumista kartiokeila-TT:ssa. Bakteeritutkimuksissa PLGA-materiaalin pintaan tarttui keskimäärin korkeintaan saman verran tai vähemmän bakteereita kuin silikonin tai titaanin. Albumiinipinnoitus vähensi bakteeriadherenssia merkitsevästi kaikilla materiaaleilla. Eläinkokeiden perusteella PLGA todettiin hyvin siedetyksi välikorvassa. Korvakäytävissä tai välikorvissa ei todettu infektioita, tärykalvon perforaatioita tai materiaalin esiin työntymistä. Kudosnäytteissä näkyi lievää tulehdusreaktiota ja fibroosia implantin ympärillä. Temporaaliluutöissä rajoitettu kartiokeila-TT todettiin vähintään yhtä tarkaksi menetelmäksi kuin spiraali-TT välikorvan ja sisäkorvan rakenteiden kuvantamisessa, ja sen aiheuttama kertasäderasitus todettiin spiraali-TT:n vastaavaa huomattavasti vähäisemmäksi. Kartiokeila-TT soveltui hyvin välikorvaimplanttien ja postoperatiivisen korvan kuvantamiseen. Tulokset osoittavat, että PLGA on välikorvakirurgiaan soveltuva, turvallinen ja kudosyhteensopiva biomateriaali. Biomateriaalien pinnoittaminen albumiinilla vähentää merkittävästi bakteeriadherenssia niihin, mikä puoltaa pinnoituksen soveltamista implanttikirurgiassa. Kartiokeila-TT soveltuu korvan alueen kuvantamiseen. Sen tarkkuus kliinisesti tärkeiden rakenteiden osoittamisessa on vähintään yhtä hyvä ja sen potilaalle aiheuttama sädeannos pienempi kuin nykyisen korva-spiraali-TT:n. Tämä tekee menetelmästä spiraali-TT:aa potilasturvallisemman vaihtoehdon erityisesti, jos potilaan tilanne vaatii seurantaa ja useampia kuvauksia, ja jos halutaan kuvata rajoitettuja alueita uni- tai bilateraalisesti.

Helical FDK Algorithms With No Backprojection Weight

In this paper, we present two new filtered backprojection (FBP) type algorithms for cylindrical detector helical cone-beam geometry with no position dependent backprojection weight. The algorithms are extension of the recent exact Hilbert filtering based 2D divergent beam reconstruction with no backprojection weight to the FDK type algorithm for reconstruction in 3D helical trajectory cone-beam tomography. The two algorithms named HFDK-W1 and HFDK-W2 result in better image quality, noise uniformity, lower noise and reduced cone-beam artifacts.

Fully 3D refraction correction dosimetry system

The irradiation of selective regions in a polymer gel dosimeter results in an increase in optical density and refractive index (RI) at those regions. An optical tomography-based dosimeter depends on rayline path through the dosimeter to estimate and reconstruct the dose distribution. The refraction of light passing through a dose region results in artefacts in the reconstructed images. These refraction errors are dependant on the scanning geometry and collection optics. We developed a fully 3D image reconstruction algorithm, algebraic reconstruction technique-refraction correction (ART-rc) that corrects for the refractive index mismatches present in a gel dosimeter scanner not only at the boundary, but also for any rayline refraction due to multiple dose regions inside the dosimeter. In this study, simulation and experimental studies have been carried out to reconstruct a 3D dose volume using 2D CCD measurements taken for various views. The study also focuses on the effectiveness of using different refractive-index matching media surrounding the gel dosimeter. Since the optical density is assumed to be low for a dosimeter, the filtered backprojection is routinely used for reconstruction. We carry out the reconstructions using conventional algebraic reconstruction (ART) and refractive index corrected ART (ART-rc) algorithms. The reconstructions based on FDK algorithm for cone-beam tomography has also been carried out for comparison. Line scanners and point detectors, are used to obtain reconstructions plane by plane. The rays passing through dose region with a RI mismatch does not reach the detector in the same plane depending on the angle of incidence and RI. In the fully 3D scanning setup using 2D array detectors, light rays that undergo refraction are still collected and hence can still be accounted for in the reconstruction algorithm. It is found that, for the central region of the dosimeter, the usable radius using ART-rc algorithm with water as RI matched medium is 71.8%, an increase of 6.4% compared to that achieved using conventional ART algorithm. Smaller diameter dosimeters are scanned with dry air scanning by using a wide-angle lens that collects refracted light. The images reconstructed using cone beam geometry is seen to deteriorate in some planes as those regions are not scanned. Refraction correction is important and needs to be taken in to consideration to achieve quantitatively accurate dose reconstructions. Refraction modeling is crucial in array based scanners as it is not possible to identify refracted rays in the sinogram space.

Avaliação da estabilidade da cirurgia de avanço mandibular através da superposição de modelos tridimensionais

Embora a cirurgia de avanço mandibular seja considerada um procedimento altamente estável, existem algumas preocupações clínicas em relação a mudanças nos côndilos e nos segmentos proximais, que podem levar a recidiva sagital e abertura de mordida. A avaliação dos resultados da cirurgia através de ferramentas de geração e superposição de modelos virtuais tridimensionais (3D) permite a identificação e quantificação dos deslocamentos e remodelação óssea que podem ajudar a explicar as interações entre os componentes dentários, esqueléticos e de tecido mole que estão relacionados a resposta ao tratamento. Este estudo observacional prospectivo avaliou, através de tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT), mudanças na posição/remodelação 3D dos ramos mandibulares, côndilos e mento. Assim, exames CBCT de 27 pacientes foram adquiridos antes da cirurgia (T1), imediatamente após a cirurgia(T2), e 1 ano após a cirurgia(T3). Uma técnica automática de superposição na base do crânio foi utilizada para permitir a avaliação das mudanças ocorridas nas regiões anatômicas de interesse (RAI). Os deslocamentos foram visualizados e quantificados em mapas coloridos 3D através da ferramenta de linha de contorno (ISOLINE). Pelo teste t pareado compararam-se as mudanças entre T1-T2 e T2-T3. O coeficiente de correlação de Pearson verificou se os deslocamentos ocorridos nas RAI foram correlacionados entre si e entre os tempos de avaliação. O nível de significância foi determinado em 0,05. O avanço mandibular médio foi de 6,813,2mm em T2 e 6,363,41mm em T3 (p=0,13). Entre T2 e T3, a posição do mento variou positivamente (≥2mm) em 5 pacientes negativamente em 7. 12% dos pacientes sofreram recidivas ≥4mm. Para todas as outras RAI avaliadas, apenas a porção inferior dos ramos (lado direito - 2,342,35mm e lado esquerdo 2,972,71mm) sofreram deslocamentos médios >2mm com a cirurgia. No acompanhamento em longo prazo, esse deslocamento lateral da porção inferior dos ramos foi mantido (lado direito - 2,102,15mm, p=0,26; e lado esquerdo -2,762,80, p=0,46), bem como todos os outros deslocamentos observados (p>0,05). As mudanças na posição do mento foram correlacionadas a adaptações pós-cirúrgicas nos bordos posteriores dos ramos (esquerdo r=-0,73 e direito r=-0,68) e côndilos (esquerdo r=-0,53 e direito r=-0,46). Os deslocamentos médios sofridos pelas estruturas do lado esquerdo foram suavemente maiores do que no direito. Correlações dos deslocamentos ocorridos entre T1-T2 e T2-T3 mostraram que: os deslocamentos dos côndilos esquerdos com a cirurgia foram negativamente correlacionados às adaptações pós-cirúrgicas destes (r=-0,51); e que o deslocamento da porção superior do ramo esquerdo com a cirurgia foi correlacionado à adaptação pós-cirúrgica ocorrida nos bordos posteriores (r=0,39) e côndilos do mesmo lado (r=0,39). Pode-se concluir que: (1) os deslocamentos causados pela cirurgia foram de modo geral estáveis no acompanhamento de 1 ano, mas identificou-se uma considerável variação individual; (2) as mudanças pós-cirúrgicas na posição do mento foram correlacionadas a adaptações sofridas pelos côndilos e bordos posteriores dos ramos; e que (3) deslocamentos suavemente maiores causados pela cirurgia nas estruturas do lado esquerdo levaram a maiores adaptações pós-cirúrgicas no segmento proximal deste lado.

Avaliação tridimensional da via aérea superior de pacientes com apneia obstrutiva do sono que utilizaram aparelho de avanço mandibular

Os objetivos deste estudo foram avaliar o efeito do aparelho de avanço mandibular (Twin block - TB) no volume das vias aéreas superiores, por meio de tomografia computadorizada cone beam (CBCT); analisar, por meio da polissonografia, as mudanças no índice de apneia e hipopneia (IAH) e índice de apneia por hora de sono (IA), saturação de oxi-hemoglobina e eficiência do sono; e correlacionar o volume na CBCT e as polissonografias. Dezesseis pacientes portadores de apneia obstrutiva do sono, idade média de 47,06 anos, participaram deste estudo prospectivo, com acompanhamento médio de 7 meses. Foram feitas polissonografias iniciais (T1) e de acompanhamento (T2) com o TB em posição, e CBCT sem e com TB em posição. A segmentação e obtenção dos volumes das vias aéreas superiores foram realizadas e utilizados os testes t de Student pareado, de Wilcoxon e o índice de correlação de Spearman, com 5% de significância. Os resultados das polissonografias mostraram diferenças estatisticamente significativas entre T1 e T2 apenas para IAH (p<0,05). Houve aumento do volume da via aérea superior com TB quando comparado com o volume sem TB (p<0,05). Foi possível estabelecer-se correlação positiva entre volume da via aérea superior sem TB e IAH e IA em T1 (p<0,05), mas não houve correlação entre o volume da via aérea com TB e índices polissonográficos em T2. Pode-se concluir que, houve aumento de volume da via aérea superior com o TB e houve redução do IAH em T2 porém, sem correlação entre estes dados.

A influência da espessura óssea na medição da altura da borda alveolar em imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico e espiral

Imagens de tomografia computadorizada (TC) permitem a visualização, sem distorções ou sobreposições, do complexo maxilo-facial, principalmente do osso alveolar. Estudos demonstraram boa reprodutibilidade e precisão da mensuração da altura da borda alveolar, todavia a influência da espessura óssea ainda é pouco descrita. Através da comparação com a mensuração direta, o objetivo deste estudo foi avaliar a precisão, reprodutibilidade e a influência da espessura óssea, na mensuração da altura da borda alveolar em imagens volumétricas e imagens bidimensionais multiplanares em TC de feixe cônico (TCFC) e em TC espiral (TCE). Utilizando 10 mandíbulas secas de humanos, 57 dentes anteriores foram tomografados em equipamentos iCAT (Imaging Science International, Hatfield, PA, EUA) e Brilliance 64 canais (Philips Eletronics, Eindhoven, Holanda), ambos utilizando voxels de 0,25 mm. Através de imagens volumétricas (3D) e imagens bidimensionais (2D) de cortes multiplanares, foi comparada a mensuração da altura da borda alveolar dessas imagens com a mensuração direta nas mandíbulas, feita por vestibular e lingual, por três avaliadores, com o auxílio de um paquímetro, totalizando 114 bordas alveolares medidas. Alta reprodutibilidade intra-avaliador (0,999 a 0,902) e interavaliador (0,998 e 0,868) foi observada através do índice de correlação intraclasse (ICC). Observou-se alta correlação entre a mensuração direta e indireta da altura da borda alveolar em imagens 2D, sendo r=0,923** e 0,916**, e em imagens 3D, com r=0,929** e 0,954*, em TCFC e TCE, respectivamente. Imagens 2D superestimam a altura da borda alveolar em 0,32 e 0,49 mm e imagens 3D em 0,34 e 0,30 mm, em TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar apresenta espessura de no mínimo 0,6 mm a média da diferença entre medidas diretas e indiretas é de 0,16 e 0,28 mm em imagens 2D e de 0,12 e 0,03 mm em imagens 3D para TCFC e TCE respectivamente, sendo que 95% do limite de concordância varia de -0,46 a 0,79 mm e -0,32 a 0,88 mm em imagens 2D, e de -0,64 a 0,67 mm e -0,57 a 0,62 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar é mais fino do que 0,6 mm a TC é imprecisa, pois 95% do limite de concordância variou de -1,74 a 5,42 mm e -1,64 a 5,42 mm em imagens 2D, e de -3,70 a 4,28 mm e -3,49 a 4,25 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Conclui-se que a mensuração da altura da borda alveolar através de imagens tomográficas apresenta alta reprodutibilidade, sendo que quando a borda alveolar apresenta pelo menos 0,6 mm, a precisão da mensuração é alta, todavia quando esta espessura é menor do que 0,6 mm a técnica é imprecisa.