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IMAGERIE TRIDIMENSIONNELLE MAXILLO-FACIALE : INDICATIONS RESPECTIVES DU SCANNER ET DE LA TOMOGRAPHIE « CONE-BEAM GRAND CHAMP » Dr Bellaiche - Radiologue - Paris Depuis l’apparition de la tomographie à faisceau conique (« cone beam »), les indications du scanner traditionnel (tomodensitométrie) ont été remises en question en ce qui concerne l’exploration du massif facial (1). Certains ont préconisé l’abandon pur et simple de la tomodensitométrie en pathologie maxillo-faciale (2), tandis que d’autres ont préféré rester fidèles au scanner, optimisant son utilisation en diminuant la dose émise (3,4,5), qui s’avère acceptable dans des conditions particulières (scanner 64 barrettes, tension, temps de pose et intensité abaissées). Le scanner, qui reste incontournable dans certaines indications et le
coupes fines (un mm
« cone beam » s’imposant dans d’autres cas comme aussi perfor-
d’épaisseur
mant voire supérieur au scanner peuvent donc être considérés
moins) du sujet tra-
comme complémentaires dans la panoplie diagnostique de
versé (ici les maxil-
l’imagerie maxillo-faciale (10,11). Restent donc à définir les limites
laires). La collima-
de compétence de chaque technologie et de préciser, au moins
tion
pour l’instant, les indications respectives de chacune d’entre elles.
implique
Cependant, l’appellation tomographe « cone beam » regroupe au
« diffusé » soit prati-
moins deux types de machines : l’un permettant la réalisation
quement
d’images « grand champ » explorant en une acquisition les deux
dehors du champ
maxillaires, voire l’ensemble des sinus et même une partie plus ou
d’exploration,
moins importante du massif facial, machines proposées en France
qu’entre autres, les
plutôt aux radiologues, et d’autres, à champ plus limité, associés à
organes
un panoramique, à visée plus spécifiquement dentaire et destinés
ment radiosensibles telle la thyroïde, soient peu ou pas irradiés. Les
aux chirurgiens dentistes (Kodak 9000 3D*, Morita Veraviewpocs*,
récepteurs du rayonnement sont constitués par des détecteurs élec-
E-woo 3D*, Planmeca Promax*, Scanora 3D*). Les indications du
troniques, qui transforment le rayonnement en signal électrique, lui
«cone beam » dépendront donc aussi du type d’appareil consi-
même traduit en information numérique traitée par ordinateur.
du
ou
rayon que nul
le en et
relative-
Fig. 1 - Principe du scanner
déré. Nous nous proposons donc, après un bref rappel sur le principe et les limites du scanner et du cone beam, d’en préciser les
b)Technique du dentascan-
champs d’investigation communs, puis de définir les indications
ner (Fig.2) Des coupes
spécifiques à chacune des méthodes. Nous conclurons par un tour
axiales (perpendiculaires à
d’horizon des différents appareils «cone beam grand champ» pro-
l’axe du corps) encadrées
posés aujourd’hui afin d’en détailler les caractéristiques principales
de rouge sur la figure 2,
et les champs d’application privilégiés.
sont réalisées selon un plan parallèle au plan occlusal. Les coupes sont millimé-
I. RAPPEL SUR LE PRINCIPE ET LES LIMITES DU SCANNER ET DU CONE BEAM.
triques ou infra millimétriques, jointives ou mieux chevauchées. Seules ces
Fig. 2 - Représentation 3D des coupes et reconstructions en scanner
coupes, directement réalisées sur le patient, sont irradiantes. Les
1) RAPPELS SUR LA TOMODENSITOMETRIE (SCANNER)
autres images, reconstructions bidimensionnelles (encadrées de bleu ou de jaune) ou tridimensionnelles ne sont que le fruit de calculs informatiques.
A. PRINCIPE DU SCANNER ET TECHNIQUE DU DENTASCANNER (3). a)Principe du scanner (Fig.1). L’image tomodensitométrique fait appel aux rayons X et repose sur l’absorption différentielle du rayonnement par les différentes structures anatomiques traversées. Le faisceau de rayons X est étroitement collimaté, réalisant des
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B. ARTEFACTS ET LIMITES DU SCANNER a)Artéfacts -Métalliques : Assez fréquents. Il faut distinguer • les aspects «en feu d’herbe »(Fig.3), dus au métal des couronnes, souvent peu ou pas gênants car limités à la hauteur des couronnes, respectant souvent la visibilité de la crête et de l’os alvéolaire, en général en récession et donc au dessus ou au dessous des couronnes ;
Fig. 5b - Meme patient sans artéfact cinétique
b)Limites en résolution spatiale (Fig.6): Elles sont dues surtout à la taille du pixel en scanner (d’environ 250 µm) Il s’agit surtout des difficultés à mettre en évidence le canal mandibulaire en cas d’os alvéolaire déminéralisé, de montrer une fracture radiculaire peu ou pas déplacée notamment en cas de proximité de métal «artéfactant » (vis ou tenon radiculaire), problèmes souvent résolus par les appareils cone beam les plus évolués (Newtom VG*, Morita Accuitomo*)
Fig. 3 - Artéfacts métalliques de couronnes en scanner
• les barres noires (Fig.4), dues aux tenons ou vis intra radiculaires ou aux « inlay-cores » le plus souvent assez ou très gênants, masquant la crête alvéolaire et empêchant d’apprécier le volume osseux ;
Fig. 6a - Canal mandibulaire mal vu au scanner dans un os déminéralisé
Fig. 4 - Artéfacts métalliques en scanner à type de barre noire dûe à un tenon
• Cinétiques (Fig.5). : devenus exceptionnels, du fait du temps de pose devenu très court sur les scanners actuels (1 à10 secondes) : image floue, bords dédoublés…
Fig. 6b - Canal mandibulaire mal au sein d’une zone de déminéralisation, colorié en rouge (Simplant)
2) RAPPELS SUR LE CONE BEAM (4) A. PRINCIPE DU CONE BEAM(F IG .7). Le faisceau de rayons X, de forme conique, traverse l’objet à explorer avant d’être analysé après atténuation par un système de détection. Le tube et le système de détection tournant autour du sujet (192 à 360° selon les constructeurs), plusieurs centaines
Fig. 5a - Artéfact cinétique en scanner
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d’analyses (prises de vues) sont réalisées dans les différents plans de l’espace, permettant transmission
après des
données à un ordinateur, la reconstruction volumique d’un cube
contenant
Fig. 7 - Principe du Cone Beam
l’objet (ici, les maxillaires). Le volume étudié est composé de voxels dont le côté est de la taille d’un pixel, mesuré en mm (0,76 à 0,400
Fig. 10a - Artéfacts métalliques en cone beam (Scanora 3D mal calibré)
mm selon l’apppareil). Le système de détection et de transmission des données diffère selon les machines. Le premier type de système utilisé comprend essentiellement un amplificateur de brillance (Newtom3G*, Galileos Sirona*). Le second type de système utilisé est le capteur plan (Accuitomo Morita*, Icat*, Promax Planmeca*, Newtom VG*, E-woo* 3D et Master). La comparaison des deux systèmes (Fig.8) suggère un chemin plus court et plus simple du signal pour le système à capteur Fig. 8
Fig. 10b - Même patient Newtom VG low dose
plan, qui pourrait pour certains expliquer en partie la meilleure résolution observée avec les machines employant ce type de capteur.
B. ARTEFACTS ET LIMITES DU CONE BEAM a)Artéfacts -Cinétiques (Fig.9): Ils sont plus fréquents qu’au scanner du fait des temps de pose plus longs. (jusqu’à 30 secondes pour le Newtom 3G et le Morita Accuitomo F17) Une contention fiable est donc indispensable en cone beam.
Fig. 10c - Même patient en scanner
b)Limites en -Résolution spatiale (Fig.11): surtout en cas de pixel supérieur ou
Fig. 9
-Métalliques (Fig.10).: Ils seraient moins importants sur certains cone beam bien calibrés (surtout capteurs plans à base de silicium « anamorphique » des machines Newtom VG* et Icat*), alors que les capteurs plans de type CMos (Planmeca Promax*, Scanora 3D*), surtout s’ils sont mal calibrés, peuvent présenter des artéfacts
Fig. 11a - Fracture de 35 indétectable en basse résolution (150µm)
encore plus importants et plus gênants qu’au scanner(11).
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égal à 300 µm. Par contre, l’utilisation de voxels isotropiques de
facteur de pondération (facteur tissulaire) est appliqué pour définir
petite taille (125 voire 80µm) dans les trois plans de l’espace per-
pour chaque organe une dose efficace, exprimée en Sievert (Sv),
met une résolution spatiale meilleure qu’en scanner (NewtomVG*,
telle que
Morita Accuitomo*…)
Dose Efficace = Dose Absorbée x Facteur Tissulaire. Un facteur de pondération tissulaire a ainsi été défini pour chaque organe. En pratique scanographique, l’examen explorant plusieurs organes d’une même région du corps, un facteur a été proposé pour chaque région (6). Il est de 0,0021 pour la tête, utilisé en scanner dentaire pour calculer la dose efficace par examen, à partir du PDL (DLP) .
Fig. 11b - Même patient Fracture de 35 visible en haute résolution (300µm)
-Résolution en densité (Fig.12): d’où l’étude médiocre des parties molles et l’incapacité à mesurer des densités. Fig. 13 - PDL (Produit dose longueur) d’un double examen sanographique optimisé (GE 64 barrettes)
Quant au « cone beam », (Fig.14) l’irradiation par un faisceau conique s’accompagnant d’un rayonnement diffusé plus important, le calcul de la dose efficace repose sur l’utilisation d’un protocole plus complexe (1,7,13), fondé sur l’utilisation d’un fantôme comportant des dosimètres thermoluminescents positionnés à l’emplacement exact des organes irradiés (thyroïde, glandes salivaires, cristallins, oesophage…), par le dosage de la dose efficace dans chacun des organes irradiés (par mesure après irradiation Fig. 12 - Médiocre rendu des parties molles (faible résolution en densité)
des doses dans les différents dosimètres) et la somme de chaque dose efficace par organe pour obtenir la dose efficace totale. En conséquence, la dosimétrie du cone beam devrait être exprimée en
3) RAPPELS DE DOSIMETRIE (5,6).
microSieverts (µSv) pour tenir compte du rayonnement diffusé dans et à proximité de la zone irradiée.
A. D OSE A BSORBÉE
OU DÉLIVRÉE
: C’est la quantité d’énergie
absorbée par unité de masse de matière irradiée. Elle s’exprime en Gray (Gy), correspondant à l’absorption d’un joule d’énergie par kilogramme de matière. Elle est directement liée aux paramètres d’exposition radiologique et est mesurée à la sortie du tube. Elle peut être exprimée par la CTDIvolumique (Computed Tomographic Dose Index) ou CTDIvol, correspondant à la dose délivrée par unité de volume irradié, exprimée en mGy. En scanographie on calcule le Produit Dose Longueur (PDL ou DLP), correspondant au produit CTDIvol par la longueur explorée, exprimé en mGy.cm, rendant mieux compte de la dose totale déli-
Fig. 14 - Fantôme type Rando (Radiation Analog Dosimetry) exploité par Ludllow (13)
vrée au cours d’un examen (Fig.13).
B. D OSE E FFICACE : Elle permet de calculer le risque statistique théorique maximum d’apparition d’effets cancérigènes. Pour tenir compte de la susceptibilité variable des organes aux radiations, un
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II. INDICATIONS COMMUNES AU SCANNER ET AU CONE BEAM « GRAND CHAMP »
La pathologie endodontique, (bilan des granulomes, kystes radicu-
L’implantologie en général, quand il s’agit de préciser, dans le
poches…(Fig.18).) et infectieuse (ostéite (Fig.19), sinusites d’origine
cadre d’un bilan pré-implantaire, le volume disponible aux maxil-
dentaire, communication bucco-sinusienne, pâte dentaire intra
laires, y compris lorsqu’il faut envisager une greffe sous-sinusienne
sinusienne et aspergillose sinusienne) De nouvelles perspectives sont
ou d’apposition. (Fig.15).
proposées par certains appareils cone beam grand champ de
laires, recherche d’un canal radiculaire surnuméraire ou d’une fracture radiculaire), parodontale (élargissement parodontaux et
haute définition (Morita*, Newtom*…): l’exploration ORL des sinus voire des oreilles moyennes (Fig. 20)
Fig. 15 - Bilan implantaire mandibulaire (Newtom VG)
Le bilan pré-opératoire d’une dent ou de toute structure incluse (racine, odontome kyste résiduel…) pour en définir les caractéristiques, la nature, le siège et les rapports exacts en trois dimensions (Fig.16).
Fig. 18 - Alvéolyse 31-32 (Newtom VG)
Fig. 19 - Ostéite de 13 (Morita Accuitomo)
Fig. 16 - Rapports d’une 45 incluse (Newtom VG, low dose)
Les traumatismes simples, d’une racine ou de l’os alvéolaire, sans ou avec participation minime des parties molles (Fig.17).
Fig. 20a - Exploration des sinus par cone beam grand champ (Newtom VG) Fig. 17 - Fractures horizontales 21 et 22 peu déplacées (Newtom VG, low dose)
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tomographiques dont la résolution en densité est trop limitée pour
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permettre des mesures. Rappelons les critères scanographiques de réussite des greffes sous sinusiennes : -Bonne densité, -Homogénéité, -Bonne limitation, régularité des bords, -Bonne fusion du greffon avec l’os résiduel, -Réaction muqueuse sinusienne limitée ou absente, et absence de sinusite, avec perméabilité conservée du méat moyen sinusien (ostium infundibulaire).
Fig. 20b - Exploration (encore difficile) de l’oreille moyenne (Morita Accuitomo)
La pathologie osseuse des articulations temporo-mandibulaires (Fig.21)(arthroses, dysmorphoses).
Fig. 23 - Bilan à 6 mois d’une double greffe sous-sinusienne (Scanner)
A contrario, un greffon peu dense, hétérogène, mal limité, mal fusionné voire séparé de l’os résiduel, associé à une réaction muqueuse sinusienne importante voire à une sinusite, pouvant être suppurée et obstruer le méat moyen, sont autant de critères d’échec de la greffe sous-sinusienne. Pathologie tumorale et kystique(Fig.24 et 25): toute image lacu-
Fig. 21 - Etude Cone Beam de l’ATM gauche (Newtom VG Low Dose)
La pathologie orthodontique (Agénésies (Fig.22),rapports des dents
naire ou mixte au panoramique ou rétro-alvéolaire faisant douter
incluses, ankylose, dysmorphies et leur caractérisation…)
de son origine endoparodontale radiculaire et donc inflammatoire doit faire pratiquer un scanner pour la caractériser sur le plan diagnostic et d’en préciser l’extension osseuse voire aux parties molles (au besoin avec injection de produit de contraste iodé). Une analyse histologique s’avère le plus souvent nécessaire et doit parfois s’aider de la clinique et des données tomodensitométriques pourconclure au diagnostic.
Fig. 22- Agénésie 12-22 (Newtom VG low dose)
III. INDICATIONS SPECIFIQUES SCANNER (TOMODENSITOMETRIE)
AU
Bilan des greffes (Fig.23), avec mesure des densités. Le contrôle des greffes, typiquement à 6 mois, ne se conçoit pour l’instant que par
Fig. 24 - Tumeur multikystique mandibulaire. Améloblastome (Scanner)
tomodensitométrie, seule technique apte à mesurer des densités de façon fiable et reproductible, contrairement au panoramique dentaire, au Scanora* voire au «cone beam», toutes techniques
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imageire Fig. 25 - Tumeur lytique sinusienne gauche. Epithélioma (scanner)
Fig. 27 - Image réalisée par Appareil Kodak 9000 3D (pixels de 76 µm)
Pathologie traumatique complexe et associant les parties molles,
Planmeca Promax*), couplés à un panoramique, peuvent apporter
surtout si le traumatisme implique des structures impliquant le pro-
un appoint réel et souvent une étude suffisante dans d’assez nom-
nostic fonctionnel (sinus, zygoma, orbite, articulation tem-
breux cas. Leur définition est souvent poussée (76 µm pour le
poro–mandibulaire, oreille…)
Kodak*, 125µm pour le Morita* et 200 µm pour le E-woo et le
Pathologie des parties molles du massif facial (angiomes, fentes
Vatech*). Cependant leur dosimétrie est très variable, allant de 20µSv
palatines, staphylococcie maligne de la face, paralysies faciales
pour les deux premiers à plus de 500 µSv pour le Planmeca*. Leur
dont le caractère «a frigore» est en doute…)
utilisation,
qui
pourrait devenir
IV. INDICATIONS PLUS PROPRES AU CONE BEAM
systématique dans
Exploration des structures intra-maxillaires (dent, odontome, kyste,
dentaires du fait
racine résiduelle…) des enfants et adolescents (doses efficaces dou-
de l’auto prescrip-
blées avant l’âge de 15 ans), à condition d’exploiter un appareil
tion, au lieu de
significativement moins irradiant que le scanner.
l i m i t e r
Artéfacts métalliques gênants ou prévisibles (tenons et vis intraradi-
l’irradiation géné-
culaires surtout) à condition d’utiliser une machine « cone beam »
rale de la popula-
produisant peu d’artéfacts.
tion,
pourrait,
Recherche de fracture radiculaire, surtout si elle est peu déplacée
sans
contrôle,
ou associée à des artéfacts métalliques importants (tenons radicu-
l’augmenter
laires à proximité), voire mise en évidence du nerf mandibulaire au
façon importante.
sein d’un os alvéolaire déminéralisé, de densité globale graisseuse
Cette pratique du
(Fig.26), à condition d’exploiter un « cone beam » très défini en
«cone beam au
résolution spatiale (pixels égaux ou inférieurs à 150µm, au mieux
cabinet du prati- Fig. 28 - Enquête de l’EADMFR en vue de coifier l’usage
125 voire 80 µm )
cien » non radio-
certains cabinets
de
des appareils cone beam en Europe
logue devrait donc être dans l’avenir plus encadrée et codifiée (14)(Fig.28).
CONCLUSION Le scanner et la tomographie « cone beam » apparaissent donc comme des techniques complémentaires en imagerie tridimensionnelle maxillo-faciale. Le « cone beam » suffit souvent en pathologie courante (implantologie, localisation de structures intra-maxillaires, pathologie endo-parodontale et infectieuse, pathologie osseuse des articulations temporo-mandibulaires et traumatismes simples, notamment chez l’enfant ou l’adolescent (à condition que l’appareil Fig. 26 - Canal mandibulaire apparaissant plus dense que l’os alvéolaire déminéralisé (Morita Accuitomo)
utilisé irradie nettement moins que le scanner), et en cas d’artéfacts
Pour ces indications plus spécifiques au cone beam, les appareils
inlay-cores, à condition que le « cone beam » employé soit moins
«petits champs» (Kodak 9000 3D*(Fig.27)., Morita Veraviewpocs
sujet aux artéfacts métalliques que la tomodensitométrie). Le scanner
3D*, Vatech* ) et «moyen champ» (Scanora 3D*, E-woo 3D*,
reste cependant incontournable en pathologie tumorale et kystique,
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métalliques importants ou prévisibles (tenons ou vis radiculaires,
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dans les traumatismes complexes, les contrôles de greffe, l’exploration des parties molles et dans tous les cas où une mesure de densité est nécessaire. Enfin, la multiplication des appareils « cone beam » dans les cabinets dentaires devrait être soumis à une maîtrise codifiée de son usage afin d’éviter les abus de l’auto prescription qui pourrait se traduire par une augmentation significative de l’irradiation de la population en pratique médicale.
V. PRINCIPAUX CONE BEAM «GRAND CHAMP» COMPARES AU SCANNER
VI.PRINCIPALES INDICATIONS DU CONE BEAM «GRAND CHAMP» ET DU SCANNER
TB=très bien, B=bien, M=moyen
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BIBLIOGRAPHIE 1. LUDLOW JB, DAVIES-LUDLOW LE, BROOKS SL,HOWERTON WB: Dosimetry of 3
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CBCT devices for oral and maxillofacial radiology:CB Mercuraray, Newtom 3G and i-CAT. Dentomaxillofacial Radiology 2006 ; 35: 219–226. 2. CAVEZIAN R., PASQUET G : Imagerie sectionnelle en radioprotection. Intérêt de la technique «cone beam » NewTom 3G -. -. L’Info. Dent.,4, 131-135 2006 3. BELLAICHE N. Scanner dentaire et dosimétrie. La lettre de Stomatologie 2006(n° 30) 14-16. 4. BELLAICHE N. Tomographie a faisceau conique (cone beam) : Les différents systèmes, leurs caractéristiques principales et indications. La lettre de stomatologie, 2007 . 5. FOUCART JM. La radioprotection en odontologie, Ed. CdP, Paris, 2ème édition, 2007.
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Démonstration gratuite sur demande.
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11. BELLAICHE N: Etude comparative des images d’un examen mandibulaire sur scanner et sur cinq tomographes à faisceau conique.
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for oral and maxillofacial radiology. OralSurg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008 14. ENQUETE DES MEMBRES DE D’EADMFR SUR LES PRINCIPES DE BASE DE LA TOMOGRAPHIE A FAISCEAU CONIQUE. Collaboration SEDENTEXCT et EADMFR, Sept 2008
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