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UNIVERSIDAD PERUANA

CAYETANO HEREDIA

Facultad de Estomatología

Roberto Beltrán Neira

“ANÁLISIS CEFALOMÉTRICO EN IMÁGENES

TRIDIMENSIONALES”

INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA DEL PROCESO DE SUFICIENCIA

PROFESIONAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE CIRUJANO DENTISTA

LUIS ALBERTO CASTILLO ECHEGARAY

LIMA – PERÚ

2006

2

ASESOR:

Dr. Orlando Tuesta Da Cruz

JURADO EXAMINADOR:

PRESIDENTE : Dr. Eduardo Morzán Valderrama

SECRETARIO : Dr. Renzo Valverde Montalva

FECHA DE SUSTENTACIÓN : 15 DE FEBRERO DEL 2006

CALIFICATIVO : APROBADO

3

A mis padres, Luis Alberto y Ruth,

por su apoyo incondicional.

A mi enamorada, Karla Paredes,

por su paciencia, motivación y

ganas de salir adelante.

4

AGRADECIMIENTOS

A los Drs. Orlando Tuesta, Eduardo Morzán y Manuel Lagraverè por el

asesoramiento y consejos en el presente trabajo de investigación.

Al Dr. Martín Quintana, por todas sus enseñanzas.

5

RESUMEN

El uso de la cefalometria en la carrera odontológica viene desde hace muchos años

atrás. Era una radiografía bidimensional la cual representaba un objeto tridimensional,

la cual presentaba, una serie de errores técnicos, ya sea la forma de tomarla o de

apreciación del profesional. Broabdent creo un dispositivo para combinar las

radiografías cefalométricas (lateral y frontal), y así obtener un representación espacial

tridimensional de los puntos.

Con el avance de la tecnología se crea la Tomografía computarizada que es una

reconstrucción por planos del objeto escaneado, pero para aplicarla se necesitaba de

un amplio espacio, mucho tiempo en la exploración y el paciente recibía una alta

dosis de radiación y también su alto costo.

Por estas razones se crea la Tomografía Volumétrica que es un tomógrafo que no

necesita mucho espacio, no expone al paciente a una alta dosis de radiación, la

exploración se realiza en un corto tiempo y su costo no es tan alto.

En el presente trabajo vamos a describir y explicar la evolución de las imágenes en

2D y 3D y un acercamiento de algunos nuevos métodos de obtención de imágenes

3D y sus respectivos usos.

Palabras Claves: Cefalometría, Imágenes 3D, Tomografía Volumétrica

6

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 1: Orientador de Broadbent 03

Figura 2: Orientador de Broadbent 04

Figura 3: Sistemas de Coordenadas X, Y, Z 05

Figura 4: Captura de imágenes por Cámaras 06

Figura 5: Cada mitad representa la adquisición de imagen de

cada cámara 08

Figura 6: Modelo de Estudio Capturado por Láser 10

Figura 7: Visualización en Computadora 11

Figura 8: Tomografía computarizada 13

Figura 9: Tomografía volumétrica 14

Figura 10: Tomógrafos volumétricos disponibles 14

Figura 11: Imágenes 3D Cefalométricas 15

Figura 12: Imágenes 3D de Cráneo 16

Figura 13: Imágenes 3D de Cráneo 17

Figura 14: Tomógrafo volumétrico 17

Figura 15: Tomógrafo volumétrico 18

Figura 16: Imagen volumétrica 3D 20

Figura 17: Identificación del Punto Elsa. Vista Sagital 20

Figura 18: Identificación del Punto Elsa. Vista Axial 21

7

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Pág.

I Introducción 01

II Marco Teórico 02

II.1 Cefalometría: concepto 02

II.2 Limitaciones de la Cefalometría 02

II.3 Combinación de imágenes 2D para obtener imágenes 3D 03

II.4 Conceptos Generales de 3D 04

II.5 Técnicas de exploración basada en la visión 07

II.5.1 Topografía de Moire 07

II.5.2 Estereofotogrametría 07

II.5.3 Técnica estructurada ligera 08

II.5.4 Morfometría facial (3D FM) 09

II.6 Aplicaciones de las imágenes 3D 10

II.6.1 Paciente Ortodóntico virtual 10

II.6.2 Tecnología Orto CAD 11

II.6.3 Tecnología Align 12

II.7 Imágenes en 3D de la cara 12

II.7.1 Exploración con Tomografía computarizada 12

II.7.2 Tomografía volumétrica 13

II.7.3 Sistema de Adquisición de CBT 14

II.7.3.1 New Tom 3G 15

II.7.3.2 I-CAD 16

II.7.3.3 CB MercuRay 17

II.7.3.4 3D Accuitomo

18

II.7.4 Exploración con Láser 18

II.7.5 Cefalometría 19

8

III. Conclusiones 22

IV. Bibliografía. 23

V. Anexo 25

1

I. INTRODUCCIÓN

Las imágenes tridimensionales se han desarrollado desde épocas pasadas, y ha

encontrado usos en la ortodoncia, así como en la cirugía oral y maxilofacial. En la

proyección de imágenes medicas en 3D, un sistema de datos anatómicos, se recogen

usando un equipo de diagnostico de imágenes, procesados por una computadora y

después proyectados en un monitor 2D, que da una ilusión de profundidad.

Muchas técnicas 3D han sido usadas para capturar la topografía facial y conocer los

defectos de la radiografía o fotografía convencional 2D.

La aplicación de imágenes 3D en ortodoncia, incluyen una valoración pre y post

tratamiento de las relaciones dentoesqueléticas y de la estética facial y de los

resultados con respecto a los tejidos duros y blandos.

La radiografía cefalométrica ha provisto mucha información para evaluar la

morfología craneolofacial para llegar a un diagnostico clínico definitivo y plan de

tratamiento. Pero muchos autores sugieren que tienen muchos inconvenientes. Para

resolver estos problemas, diversos estudios han sido hechos sobre reconstrucciones

3D usando cefalogramas 2D posteroanterior y lateral. Pero la reproducibilidad y

precisión de estas investigaciones fue insuficiente para permitir su utilización.

El propósito de esta monografía es conocer los nuevos métodos de análisis

cefalométrico, tanto en la obtención de imágenes como su análisis.

Es importante saber de que métodos y que equipos en obtención de imágenes

tridimensionales disponemos cual son sus aplicaciones y todas las técnicas y métodos

de obtención de estas.

2

II. MARCO TEORICO

II.1 CEFALOMETRIA

Es una técnica radiográfica usada por los ortodoncistas para determinar la relación de

los tejidos duros y blandos. Moyers lo define como una técnica radiográfica para

desglosar la cabeza humana dentro de un esquema geométrico medible. La radiografía

cefalométrica es usada para describir la morfología y crecimiento del esqueleto

craneofacial, predecir el crecimiento, planear un tratamiento y evaluar el resultado del

tratamiento 1.

II.2 LIMITACIÓNES DE LA CEFALOMETRIA

Desde la introducción del análisis radiográfico en el campo de la Ortodoncia por

Broadbent en 1931 2,10, muchos investigadores han reconocido sus limitaciones. Dos

tipos de errores ocurren con esta aplicación: errores en la proyección y errores en la

identificación.

Los errores en la proyección son causados por que la radiografía es una

representación bidimensional (2D) de un objeto tridimensional (3D). La cabeza del

equipo de rayos X no esta paralela y se originan de una fuente pequeña dando unas

radiografías que son ampliaciones imperfectas alargadas y distorsionadas afectadas

por la distancia entre el foco el objeto y la película. Las marcas y estructuras no están

situadas en un plano medio sagital y son usualmente bilaterales, desafortunadamente

dando una imagen doble sobre la radiografía 2.

Los errores de identificación son considerados por muchos investigadores como la

mayor fuente de errores en cefalometría 2.

Baumrind y Franz reportaron que, los errores en la identificación de los puntos son

demasiado grandes y se ignoran, y que la magnitud del error varía grandemente de

punto a punto además, la distribución de los errores para la mayoría de los puntos no

es al azar sino es, algo sistémico, en el sentido que cada punto tiene su propia

característica 22.

3

Los factores severos incluyen la calidad de la radiografía, la precisión en la definición

del punto, la reproducibilidad de la localización del punto, el operador y el

procedimiento de registro 2, 7, 8.

II.3 COMBINACIÓN DE IMÁGENES 2D PARA OBTENER IMÁGENES 3D

Muchos investigadores crearon dispositivos mecánicos para la reconstrucción espacial

de los puntos 3D. Algunos de esos dispositivos son el Orientador de Broadbent, el

Compensador de Wyllie y Elaser, y el compensador modificado por Vogel. Estos

dispositivos no fueron generalmente aceptados por la comunidad ortodoncista 1, 2, 10.

Fig. 1.

Fig. 1. Orientador de Broadbent

Fuente: Grayson Barry, Bookstein Fred L., Kim Hiechun, McCarthy José G. Am J Orthod Dentofac

Orthop1988.

Broadbent, introdujo la importancia de usar y coordinar ambas radiografías (lateral y

frontal), par definir la forma craneofacial 1,2. Para esto usaron un orientador para

corregir la distorsión inherente producida por el cono de rayos X. El orientador es un

diagrama de hilos aplanados. Cuando son superpuestas ambas películas el punto en

cada película corresponde a un punto geométrico particular que puede ser visualizado

del otro 1,2. Fig. 2

4

Fig. 2. Orientador de Broadbent

Fuente: Grayson Barry, Bookstein Fred L., Kim Hiechun, McCarthy José G. Am J Orthod Dentofac

Orthop1988.

II.4. CONCEPTOS GENERALES DE 3D

En las fotografías y radiografías en dos dimensiones, hay dos ejes (vertical y

horizontal), mientras el sistema de coordenadas cartesiano en las imágenes

tridimensionales consiste en el eje x (dimensional transversal), eje y (dimensión

vertical), y el eje z (dimensión de la profundidad del eje antero posterior). Las

coordenadas x, y, z, definen un espacio en que los datos multidimensionales están

representados y este espacio es llamado el Espacio 3D 4. Fig. 3

5

Fig.3. Sistemas de Coordenadas X, Y, Z

Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Applications of 3D imaging in orthodontics:

Part I. Journal of Orthodontic 2004; 31, 62–70

Los modelos 3D están generados en varios pasos:

El primer paso “Modelado”, utiliza las matemáticas para describir las propiedades

físicas de un objeto. El objeto modelado puede ser visto como un acoplamiento

poligonal. El acoplamiento es usualmente hecho de triángulos o polígonos y es usado

como un modo de visualización. Una parte del proceso de modelado es para agregar

una superficie al objeto colocando una capa de píxeles y esto es llamado “imagen” 4.

Fig. 4

El segundo paso es agregar algunas sombras y brillo que lleva más realismo al objeto

en 3D 4.

El paso final es llamado “interpretación”, en el cual la computadora convierte los

datos anatómicos recolectados del paciente como un objeto real en 3D visto en la

pantalla de la computadora 4.

Udupa y Herman, clasificaron las proyecciones de imagen 3D dentro de tres

categorías:

1 Cortes de imagen, un sistema de datos axiales de tomografía computarizada para

producir imágenes 2D reconstruidas.

6

2 Proyección de imagen, escaneado superficial del láser para producir lo que es

considerado un modo de visualización 2.5D.

3 Volumen de imagen, holografía o técnica de espejos multifocales.

Fig. 4. Captura de imágenes por Cámaras

Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic 2004.

La proyección de imagen es la proyección más popular de imágenes 3D, pero esto no

provee un modo verdadero de visualización 3D similar a lo que es ofrecido en la

proyección de imágenes de volumen (4).

Para medir los objetos escaneados en 3D, hay dos principales estrategias geométricas:

medición ortogonal y medición por triangulación. La medición ortogonal significa

que el objeto es cortado en 2 capas. Las dimensiones “x” e “y” son medidas

directamente en la superficie de corte, y la dimensión “z” es medida de acuerdo al

numero de cortes en el área de interés. Un ejemplo de este método es la tomografía

computarizada ordinaria. La medición por triangulación es análoga a la geometría de

la visión estereoscópica de los mamíferos, simplemente las dos imágenes del objeto

necesitan ser capturados de dos diferentes formas, simultáneamente o en sucesión

rápida. La estereofotogrametría depende de este método de medida, también como

ambos estereosistemas de rayos x biplanar y coplanar (4).

7

II.5 TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN BASADAS EN LA VISIÓN

Estas técnicas son totalmente no invasivas y sin contactos basadas en los sistemas de

imágenes basados en la visión.

II.5.1 Topografía de Moire

La topografía de Moire entrega la información 3D basada en los contornos de los

bordes e intervalos de bordes. Se encuentran dificultades si la superficie presenta

características definidas. Mejores resultados se pueden obtener en caras suavemente

contorneadas. Sin embargo, es necesario gran cuidado en el posicionamiento de la

cabeza, pues un cambio pequeño en la posición de la cabeza produce un gran cambio

en el patrón del borde 4.

II.5.2 Estereofotogrametría

Se refiere al caso especial en la que dos cámaras fotográficas, configuradas como un

stereopar, son usadas para grabar las distancias en 3D de las características de la

superficie de la cara por medio de una triangulación 3,4.

La técnica ha sido aplicada clínicamente usando una cámara óptica estereométrica

unido a un instrumento de trazo simple. La incorporación de tecnología reciente en

informática en el campo de esterofotogrametría ha dado la habilidad de procesar

algoritmos complejos en orden para convertirlos de fotografías simples a medidas

tridimensionales de los cambios faciales. Ras et al creo un sistema de

estereofotogranetría que da coordenadas tridimensionales de cualquier punto facial

elegida, así que las medidas lineares y angulares se podrían calcular y detectar

cualquier cambio en la morfología facial. Este sistema consiste de 2 cámaras

fotográficas semimétricas montadas sobre un marco con una instancia de 50cm. Entre

ellas y posicionadas convergentemente con un ángulo de 15 grados 3,4.

El C3D sistema de imágenes ha sido desarrollado como el resultado de la

colaboración de la Escuela dental de la Universidad de Glasgow y el Instituto Turing

y esta basado en el uso de cámara estereosdigitales y una iluminación especial, con

un tiempo de captura de 50 milisegundos y es suficientemente rentable para ser usada

en la rutina clínica diaria. EL C3D captura el aspecto superficial natural de la piel del

8

paciente, produciendo así un modelo clínico real en 3D de la cabeza del paciente, la

cual se puede rotar, agrandar, y medir en tres dimensiones según lo requerido para el

diagnostico, el plan de tratamiento quirúrgico, y el análisis del resultado presentando

un exactitud de 0.5mm 3,4. Fig.5

Fig. 5. Cada mitad representa la adquisición de imagen de cada cámara.

Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic 2004

II.5.3 Técnica Estructurada Ligera

En esta técnica, la escena es iluminada por un patrón de luz y una sola imagen es

requerida. La posición de los puntos iluminados en la imagen capturada comparada a

su posición respecto al plano de proyección provee la información necesaria para

extraer coordenadas en 3D de la imagen del objeto. Sin embargo la obtención de

imágenes de modelos de alta densidad, la cara necesita ser iluminada varias veces.

Esto aumenta el tiempo de captura con la posibilidad de mover la cabeza. Además el

uso de una cámara fotograficazo proporciona un modelo facial de 180° (oreja a oreja),

9

que hace necesario el uso de varias cámaras fotográficas o rotar al objeto dentro de

un eje de rotación, la cual no es practica y ha dado una reducida aplicabilidad de esta

técnica 3,4.

Tacchalertpaisarm y Kuroda usaron dos proyectores LCD, cámaras fotográficas

acopladas a un dispositivo de carga eléctrica (CCD), y una computadora para

producir una imagen tridimensional de la cara que puede ser editada, cambiada o

rotada fácilmente en cualquier dirección 3,4.

Otra variante de esta técnica fue reportada por Curry et al. Su sistema consistía de dos

cámaras y un proyector. Un patrón de luz a color es proyectado sobre la cara antes de

que se adquiera cada imagen. El desplazamiento del patrón permite al software

procesar un modelo exacto en 3D. Tres imágenes se necesitan (una frontal y dos

oblicuas) para cubrir la cara entera. En otro paso las estereoimágenes son juntadas en

un software específico. Los mapas faciales producidos en 3D se integran con otros

mapas dentales y esqueléticos en 3D 4.

II.5.4 Morfometría facial (3DFM)

Aunque este no es un verdadero sistema de proyección de imágenes, emplea dos

cámaras (CCD) que capturan las imágenes del objeto, un hardware en tiempo real

para el reconocimiento de los puntos, y un software para la reconstrucción 3D de los

puntos x, y, z, coordenadas relativas al sistema de referencia. Los puntos son

localizados en la cara y luego cubiertas con marcadores hemisféricos reflectivos de 2

mm. La adquisición de los dos lados es necesaria para capturar la cara entera (3,4).

La reproducibilidad en la identificación de los puntos es cuestionable. Cambios en la

expresión facial entre la sesión de las dos adquisiciones incrementa la magnitud del

error. Ninguno de los modelos puede producir la apariencia natural de los tejidos

blandos de la cara. Como resultado, este sistema no es usado como una herramienta

3D para la planificación y tratamiento como un medio de comunicación entre

ortodoncistas o con pacientes ortognáticos 3,4.

10

II.6. APLICACIONES DE LAS IMÁGENES 3D

Archivando modelos de estudio: Las imágenes en 3D son una manera confiable de

archivar modelos de estudio, produciendo imágenes durables sin ningún miedo a la

perdida o daño a los modelos originales. Si un modelo requieres 5MB de de espacio

entonces un CD puede contener entre 130 y 145 modelos de estudio. Documentación

del progreso del tratamiento y la comunicación entre colegas profesionales. Con los

nuevos avances en imágenes tridimensionales y software ortodonticos, el ortodoncista

puedes examinar las relaciones intra e inter-arcos con mucha más precisión.

Simulación del cierre de espacio después de una extracción o retracción de un

incisivo pueden ser fácilmente mostradas a los pacientes. La prefabricación de arcos

de alambre usando robots específicos después de la colocación de los brackets en el

arco dental (4). Fig. 6

Fig.6. Modelo de Estudio Capturado por Láser

Fuente: Hajeer M Y, Millet D T, Ayoub A F, Siebert J P. Journal of Orthodontic2004.

II.6.1 Paciente Ortodóntico Virtual

El ultimo sueño de las imágenes y modelos en 3D se podría llamar el Paciente

Ortodóntico Virtual, donde nosotros podemos ver tejidos blandos duros y dientes en

tres dimensiones. Si esto se pudiera realizar de una manera exacta permitiría que una

variedad de datos recogidos y se realizaran una variedad de análisis de tejidos blandos

duros. Nuestro conocimiento del sistema masticatorio aumentaría y nuestra

comprensión de los movimientos biomecánicos de los dientes, ortopédicas y

ortognáticas mejoraría 4.

11

A pesar de las desventajas de la exploración de la tomografía computarizada, se han

hecho las tentativas de combinar en 3D la información de los tejidos duros y

derivados de la exploración con TC, con otro dental o la información del tejido blando

obtenida por visión u obtenidas por la técnica de escaneo por láser. Recientemente

Xia et al. desarrollo un sistema de reconstrucción en 3D de modelos de tejidos

blandos y duros de cortes secuenciales de Tomografía Computarizada usando una

técnica de representación superficial seguida por la obtención extracción de las

características faciales de los tejidos blandos en 3D. Esta técnica fue importante para

demostrar la importancia de tener los detalles completos de la cara a color, sin

embargo la validez del proceso de reconstrucción no fue evaluada, ni el error

potencial del cambio de la expresión facial durante la adquisición de los datos (4).

Un nuevo método de combinación y mapeo de las texturas faciales de los pacientes

(basado en estereofotogrametria) fue propuesto recientemente por Khambay et al. Sin

embargo esta técnica todavía esta en su fase experimental con un error de 1.25mm.

que obviamente necesita ser reducido 4.

II. 6.2 Tecnología OrthoCAD

Ha sido desarrollado por CADNET para permitir al ortodoncista ver, manipular

medir, analizaren 3D modelos digitales del estudio fácilmente y rápidamente. Las

impresiones de alginato del maxilar y la mandíbula, junto con un registro de mordida,

son requeridos para la construcción modelos de estudio digitales en 3D, los cuales son

descargados manualmente o automáticamente dela pagina Web usando un programa

llamada OrthoCAD Downloader. El tamaño de cada modelo en 3D es de 3MB 4,11.

Fig. 7

Fig. 7. Visualización en Computadora

Fuente: Joffe L. Am Journal of Orthodontics. 2004.

12

El operador puede mirar los modelos por separado y juntar en cualquier dirección y en

cualquier ampliación deseada en la pantalla. El software viene con varias

herramientas de análisis de medida como: Bolton, longitud de arco; análisis de la línea

media capacidad de partir el modelo sagitalmente o transversalmente para realizar

mejores comparaciones; y análisis de del overjet y overbite. Cualquier inexactitud en

el registro puede ser corregido. Una de las características interesantes de este

programa es el oclusograma, que incluye vistas oclusales de los arcos superior o

inferior, que permite al ortodoncista determinar los contactos oclusales 4,11.

II.6.3 Tecnología Align

Es una manera invisible de alinear los dienten una oclusión perfecta usando

aplicaciones claras y delgadas. El proceso empieza cuando el ortodoncista hace un

diagnostico inicial y un seguimiento del avance del tratamiento. Entonces estos se

envían a Tecnología Align junto con las radiografías del paciente, impresiones y

registros oclusales. En el laboratorio los modelos se convierten en datos 3D con

maquinas de exploración destructiva. Estos datos se envían a los diseñadores gráficos

que cortan cada diente y lo guardan como una unidad geométrica separada. Una vez

que los dientes se separen y vuelvan a remontar en el arco, los diseñadores crean una

disposición final de los dientes que el paciente mirara cuando el tratamiento es

terminado. Esta simulación se envía al ortodoncista para su aprobación final, y

siguiendo una serie de modelos dentales se construye material termoplástico y

fotosensible 4,12.

Estos se usan para fabricar el producto terminado una serie de alineadores invisibles.

La tecnología Invasilign trata solamente de los dientes (coronas) sin la construcción

de la ecuación del tratamiento virtual relacionada entre los dientes y la base craneal,

los labios y otros tejidos orofaciales 4,12 Ver Anexo 1.

II.7 IMÁGENES EN 3D DE LA CARA

II.7.1 Exploración con TC

Esta técnica ha ganado considerable popularidad en el campo medico, pero con

respecto a la proyección facial, sus principales desventajas son:

1 Exposición al paciente a una alta dosis de la radiación de ionización 4,6.

13

2 Limitada resolución de los tejidos blandos faciales debido al espaciamiento del

corte 4.

2 La posibilidad de tener artefactos hechos de metal dentro de la boca 4. Fig. 8

Fig. 8. Tomografía Computarizada.

Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA Journal. 2003.

II.7.2 Tomografía Volumétrica

Fue diseñado para contrarrestar algunas de las limitaciones de los dispositivos de

tomografía convencional 6, 7, 13. El objeto que se evaluará se captura con una fuente

de radiación baja sobre un detector de dos dimensiones. Esta simple diferencia

permite que una sola rotación de la fuente de la radiación capture una la región entera

de interés, con respecto a los dispositivos convencionales de Tomografía

Computarizada donde las los cortes múltiples se apilan para obtener una imagen

completa. La tomografía Volumétrica también produce considerablemente menos

radiación de dispersión comparadas con la tomografía convencional. Esto aumenta

perceptiblemente la utilización de los rayos x y reduce la capacidad del tubo de rayos

x requerida para la exploración volumétrica. Se ha divulgado que la radiación total es

el aproximadamente 20% menos que la Tomografía convencional y el equivalente a

una exposición radiográfica periapical de la boca 7, 13,14. Fig. 9

14

Fig. 9. Tomografía Volumétrica

Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA Journal. 2003.

Estas innovaciones son significativas y permiten que la Tomografía Volumétrica sea

menos costosa y más pequeña. Las imágenes son comparables a la Tomografía

Convencional y, se puede ver la cabeza completa, como ver los componentes

regionales del cráneo 13,14.

II.7.3 Sistemas de la adquisición de CBCT

Hay actualmente cuatro abastecedores del sistema en el mercado mundial 13, 14:

1 N NewTom 3G (Radiología Cuantitativa, Verona, Italia),

2 N i-CAT (ciencias internacionales, Hatfield, los E.E.U.U.), CB MercuRay

(Hitachi Medical Corporation, Tokio, Japón) de la proyección de imagen de N,

3 N 3D Accuitomo (J Morita Mfg Corp, Kyoto, Japón). Fig.10

Fig. 10. Tomógrafos volumétricos disponibles.

Fuente: D a n f o r t h R o b e r t A, D u s I v a n, M a h J a m e s. CDA.Journal. 2003.

15

Mientras que la investigación clínica de esta tecnología avanza, los costos se reducen,

no hay duda que más abastecedores comenzarán a invertir y a promover esta

tecnología. Las máquinas disponibles de CBCT se diferencian en tamaño, ajustes

posibles, el área de la captura de la imagen (campo visual), y el uso clínico 13.

II.7.3.1 NewTom 3G

La familia de los dispositivos de NewTom 3G (radiología cuantitativa, Verona, Italia),

fue introducida recientemente como parte de un proceso evolutivo de su precursor el

NewTom 9000. El NewTom era el primer dispositivo en el mercado dental en utilizar

tecnología de CBCT. El sistema funciona de una manera similar a una Tomografía

Computarizada convencional. El paciente es reflejado en una posición supina, y las

exploraciones de la cabeza y del cuello se terminan en el plazo de 36 segundos. El

sistema ofrece tres campos visuales posibles. Los fabricantes demandan que el

sistema puede producir una resolución del voxel hasta 0.125 milímetro al usar un

campo visual más pequeño 13,16.

El voxel (píxel del volumen) representa una cantidad de datos tridimensionales,

mientras que un píxel representa un punto o un racimo de puntos en datos de dos

dimensiones 13, 16, 19. En el voxel la resolución da una indicación de la capacidad de

capturar los detalles más finos en una exploración (el ligamento periodontal tiene en

promedio 0.5 milímetro de ancho y, por lo tanto, para capturar este detalle se necesita

un mínimo de dos voxel con una resolución de 0.25 milímetro) 13,16. Fig. 11

Fig. 11. Imágenes 3D Cefalométricas

Fuente: Aperio. WWW.208.49.92.243/2006

16

El software construido permite el análisis del área volumétrica y superficial de tejidos

blandos y duros. Estos datos se pueden exportar en una proyección de imagen

estándar y Digital. Las comunicaciones en la medicina (DICOM) 3-D ajustaron el

formato para la manipulación de la imagen 13, 16.

II.7.3.2 I-CAT

Es desarrollado por Imaging Sciences internacional (PA de las ciencias, de Hatfield

de la proyección de imagen, los E.E.U.U.). La imagen tridimensional se captura con

el paciente sentado verticalmente como en cualquier máquina estándar y el tiempo de

la exploración varía a partir de 20 –40 segundos. En los prototipos iniciales,

solamente las regiones maxilar y mandibular podrían ser reflejadas, pero con nuevas

mejoras y modificaciones, los fabricantes ahora demandan que un campo visual de

20625 centímetros puede ser obtenido. Esto es suficiente para capturar una imagen

facial estándar equivalente a la de un cefalograma lateral tridimensional 13,15. Fig. 12

Los fabricantes demandan que el detector del panel amorfo de silicio de la novel no

proporciona ninguna distorsión, 12-bit en escala de grises y un píxel da una resolución

de 0.125mm. La pantalla plana proporciona buen contraste y una vida larga de la

pantalla, así se hacen mejores imágenes clínicas, a un buen costo (13,15). Fig. 13

Fig. 12. Imágenes 3D de Cráneo.

Fuente: ICAD. www.imagingsciences.com/2006

17

Una crítica temprana del sistema era la distorsión de los tejidos finos faciales

producidos por el resto de barbilla cuando colocaron al paciente en el dispositivo. Esta

regeneración ha conducido a la compañía a mejorar el dispositivo de postura del

paciente y ningunos de estos problemas se presentan en las últimas versiones del

sistema13,15. Fig. 13

Fig. 13. Imágenes 3D de Cráneo.

Fuente: ICAD. www.imagingsciences.com/2006

II.7.3.3 CB MercuRay

El CB MercuRay (Hitachi Medical Corporation, Tokio, Japón) es lo último en

proyección de imágenes de tomografía volumétrica de la cabeza y del cuello 13.

La fuente de la radiografía se hace de un tubo de baja energía fijado en el ánodo

produciendo una radiografía cónica que se captura en un reforzador de imagen y un

CCD de estado sólido. Los fabricantes demandan que el tiempo de exploración es de

10 segundos con una rotación de 360 que proporciona 288 vistas que se puedan

considerar como 2D o 3-D. El CB MercuRay ofrece tres diversos campos visuales y

es la máquina más rápida de CBCT actualmente disponible. Esto es una ventaja en la

reducción del movimiento paciente durante toma de la imagen 13,17. Fig. 14

Fig. 14. Tomógrafo volumétrico.

Fuente: Hitachi. www.hitachimed.com/2006

18

II.7.3.4 3D Accuitomo

El 3D Accuitomo (J. Morita Mfg Corp, Kyoto, Japón) fue desarrollado con la

colaboración entre la escuela de la odontología en Nihon University y J Morita MfG

Corp. El campo visual es de 30 x 40 milímetros y se centra en investigaciones

anatómicas regionales específicas. El campo visual más pequeño da lugar a una

radiación reducida de 7.4 mSv. Esta unidad pequeña y compacta tiene la ventaja de

solamente requerir 1.6 veces el espacio de una unidad panorámica dental (1620 x

1200 x 2080 milímetros) 13,16. Fig. 15

Fig. 15. Tomógrafo volumétrico.

Fuente: J Morita. www.jmoritausa.com/2006.

II.7.4 Exploración con láser en 3D

La exploración con láser proporciona un método menos invasivo de capturar por

planos la cara o de evaluar el resultado de un tratamiento ortodóntico o quirúrgico

ortodóntico. Sin embargo esta técnica tiene varios defectos para la exploración facial:

1. Lentitud del método, produciendo distorsión de la imagen explorada.

2. Seguridad con respecto a exponer los ojos a los rayos láser especialmente en

niños en desarrollo.

3. Inhabilidad de capturar la superficie y textura de los tejidos blandos, que da

lugar a las dificultades en la identificación de los puntos que son dependientes

de color superficial, incluso con los nuevos adelantos en láser de luz blanca

que capturan la textura superficial del color, los defectos persisten.

19

II.7.5 Cefalometría 3D

Desde mediados de los años 70 los análisis 3D y los procedimientos relacionados a

Ortodoncia se han ensayado con diversos acercamientos. Los avances en el uso de los

software imágenes en 3D han permitido importantes cambios en la percepción de las

estructuras craneofaciales 7. A pesar de la mejora en la investigación de la

cefalometría en 3D con todo un armamentariun avanzado, esta técnica toma mucho

tiempo, expone al paciente a la radiación y no define los tejidos duros y blandos, con

dificultad en relacionar los puntos en ambas radiografías, especialmente en la técnica

biplanar 4. La tomografía de volumen digital es otra técnica usada con maquinas

Newton Qr-dvt explorador de un escáner de 9000 volúmenes (Aperio Services Verona

Italia). La Tomografía Computarizada de cono produce una baja dosis de radiación

que la tomografía computarizada en espiral, y es comparada con la radiografía

panorámica 7, 13, 14. También permite reconstrucciones secundarias sagitales,

coronales, y para-axiales, cortes y reconstrucciones en 3D de varios estructuras

craneofaciales debido a sus datos volumétricos. Con esta nueva tecnología, la

definición de los modelos en 3D puede ser producida directa o indirectamente, para

mencionar las estructuras craneofaciales en 3D se pueden determinar con una nueva

clase de imágenes volumétricas 7.

Comparado con las radiografías cefalométricas tradicionales, el CBCT produce

imágenes que son anatómicamente verdaderas (1:1 en tamaño), las representaciones

en 3Dde cualquier corte pueden ser exhibidas en cualquier ángulo y cualquier parte

del cráneo y suministrada en papel, película o digitalmente 7,14.

Desde que esta tecnología se introdujo en Norte América en el 2000, el desafió actual

para los clínicos es entender e interpretar la proyección de imágenes en 3D, y también

decidir sobre una modalidad particular de la proyección de imagen como una función

de información/diagnostico contra el riesgo paciente/análisis y costo/beneficio.

Actualmente no hay manera específica de analizar estas imágenes en 3D y la

limitación en interpretación todavía existe. Así, nuevos estándares son requeridos y

los clínicos necesitan una preparación especial para ocuparse de estas imágenes 7,14.

Fig. 15

20

Fig. 16. Imagen volumétricas 3D.

Fuente: APERIO. WWW.208.49.92.246/2006

Lagravere y Major establecieron un punto de referencia localizado equidistantemente

a los puntos en el centro de cada Foramen Espinoso, (ELSA) fue establecido, dando

valores a las coordenadas de: x=0, y=0, y z=0. Los puntos cefalométricos usados

tradicionalmente fueron localizados en las imágenes volumétricas. Las coordenadas

de los diferentes puntos fueron determinadas con respecto a esta referencia,

mostrando un bajo nivel de error en el plano vertical y horizontal. Este punto se eligió

porque es un circulo pequeño que visto axialmente es fácil de localizar, usando al

cóndilo y la cavidad glenoidea como guías. También se eligió este punto porque la

literatura muestra que el crecimiento de la base craneal ocurre en un 85% durante los

primeros 5 años y cambios de menor importancia ocurren cuando envejecen 7. Fig. 17,

18

Fig. 17. Identificación del Punto Elsa. Vista sagital.

Fuente: Lagravère Manuel O, Major Paul W. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005.

21

Fig. 18. Identificación del Punto Elsa. Vista axial en ambos maxilares entre caninos.

Fuente: Lagravère Manuel O, Major Paul W. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005.

22

III. CONCLUSIONES

1 Las radiografías Cefalométricas son una herramienta de gran ayuda para los

ortodoncistas.

2 La gran evolución de las imágenes tridimensionales en el campo de medicina esta

en un futuro no muy lejano y va ser una herramienta de diagnostico muy acertada.

3 Dentro del grupo de imágenes tridimensionales la tomografía volumétrica o

CBCT se proyecta como una excelente herramienta de diagnostico en el campo de

Estomatología.

4 Actualmente no hay manera específica de analizar estas imágenes en 3D y la

limitación en interpretación todavía existe.

23

IV. BIBLIOGRAFIA

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ANEXOS

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