Analyse d'articles

Comparaison de la précision des reconstructions tri-dimensionnelles en utilisant différentes tailles de voxel entre l’imagerie à faisceau conique (cone beam) et la microtomographie à rayons X (micro-CT).

Comparaison de la précision des reconstructions tri-dimensionnelles en utilisant différentes tailles de voxel entre l’imagerie à faisceau conique (cone beam) et la microtomographie à rayons X (micro-CT).

917 750 SFE Endodontie

Comparaison de la précision des reconstructions tri-dimensionnelles en utilisant différentes tailles de voxel entre l’imagerie à faisceau conique (cone beam) et la microtomographie à rayons X (micro-CT).

Introduction

Les données de l’imagerie à faisceau conique (CBCT) sont, en principe, métriquement exactes. Cependant, les cliniciens doivent tenir compte de la précision des mesures de la morphologie dentaire ainsi que d’autres structures de tissu dur. La résolution spatiale du CBCT et donc la qualité d’image de reconstruction, sont limitées par la taille du voxel d’acquisition. Le but de cette étude était d’évaluer les écarts géométriques entre les reconstructions tri-dimensionnelles du CBCT par rapport à la référence incarnée par le micro- CT.

Méthodologie

Un total de 37 dents permanentes présentes dans 9 mandibules ont été scannées avec deux CBCT différents (9500 et 9000) 3D et un micro-CT. Après segmentation semi-automatique, les reconstructions ont été obtenues à partir des acquisitions CBCT (voxel tailles 76, 200 et 300 mm) et du micro-CT (taille de voxel 41 mm). Toutes les reconstructions ont été placées dans le même plan par repositionnement des volumes. La topographie des écarts géométriques est affichée en utilisant une carte de couleur permettant de situer les différences maximales.

Résultats

Les différences maximales ont été principalement trouvées sur les limites cervicales et sur les pointes cuspidiennes ou bords incisifs. Les écarts de reconstruction géométriques étaient significatifs à la résolution de 300 mm (P = 0,01, test de Wilcoxon).

Conclusions

Pour étudier la morphologie des tissus durs, l’acquisition par le CBCT exige des tailles de voxels inférieures à 300 mm. Cette étude expérimentale devra être complétée par des études in vivo qui tiennent compte des conditions de la pratique clinique.

Commentaires

Cet article est en fait le deuxième volet d’une étude visant à analyser les données issues d’une imagerie tri-dimensionnelle à faisceau conique (Cone.Beam.Computed.Tomography) tant du point de vue qualitatif que quantitatif. L’objectif est donc de savoir si les images issues du CBCT donnent une image modifiée (agrandie ou rétrécie) ou déformée de la dent examinée.
Pour réaliser cette étude, les auteurs ont utilisés 2 CBCT différents permettant d’étudier trois tailles de voxels (76mm, 200mm, 300mm). Le voxel (contraction de volumetric pixel) est un pixel en trois dimensions. Plus le voxel sera petit ; plus sur un même volume il y aura d’information et donc de fidélité à l’objet radiographié.
Afin de comparer ces 2 CBCT, les auteurs ont pris comme référence un micro CT (microtomographie à rayons X) dont la taille de voxel est 41 mm. Ce micro CT est un appareil similaire à un scanner et spécifiquement développé pour les expérimentations afin de radiographier très précisément des échantillons durs. Aucune utilisation du micro CT cliniquement n’est possible du fait de sa forte dose d’irradiation.
Les auteurs ont étudié 37 germes dentaires (15 incisives, 12 canines et 10 molaires) en les radiographiant avec le micro CT puis les 2 CBCT.
Afin de comparer les différences entre chaque système radiographique, les images ont tout d’abord été repositionnées selon la position de référence issue de l’acquisition donnée par le micro CT. Ce repositionnement s’est réalisé à l’aide d’un algorithme spécifique permettant de rapprocher des données d’acquisitions très similaires tout en permettant d’évaluer la marge d’erreur présente.
Une fois les images quasi-superposables, les auteurs ont utilisé une méthode semi- automatique pour délimiter les différents tissus (dentine, émail et os). Cette méthode repose sur un logiciel permettant de séparer les zones de gris d’une part et un travail de l’expérimentateur qui valide ces zones d’autre part. La reproductibilité intra-observateur et inter-observateur de ces manipulations a été évalué à l’aide du coefficient de corrélation intra- classe (ICC).
Les modifications de l’image entre le micro CT et le CBCT testé ont été mises en évidence à l’aide d’une échelle visuelle colorimétrique (du bleu au rouge). Le rouge mettant en évidence le maximum d’écart.
Les résultats tendent à démontrer que les déformations géométriques ne sont pas décelables jusqu’à 200mm. A partir de 300mm, la taille du voxel influe sur la qualité de lecture par la présence de déformation. Ces données viennent conforter le premier volet de l’étude où les auteurs avaient mis en évidence qu’à partir de 300mm, il existait une sous estimation des distances ne permettant plus d’effectuer des mesures précises.

Ces données viennent conforter les guidelines de l’association américaine d’endodontie et de la société européenne d’endodontie qui préconisent d’utiliser :

  • des CBCT dits petit champ. Ainsi la réduction du champ de vision (Field Of View) permet de délimiter une zone restreinte à radiographier qui améliore la qualité de l’image obtenue. Ce réglage est particulièrement intéressant pour l’endodontie où l’indication principale reste l’appréhension de l’anatomie canalaire d’une dent unitaire.
  • Des CBCT possédant de petite taille de voxel. Ainsi la zone d’acquisition sera d’autant plus précise que le nombre de voxel sera important.

Outre ces données confortées par cette étude, les auteurs indiquent que la barrière de 300mm de taille de voxel semble être la barrière à une bonne exploitation de l’image radiographique. Au-delà de cette taille, l’image s’avère sous-dimensionnée et altérée par rapport à l’objet radiographié. La principale conclusion est donc de rester vigilant lors de l’achat ou de la prescription d’un CBCT pour connaître ses caractéristiques techniques. Toute étude radiographique à visée endodontique ne sera à réaliser que sur des CBCT de voxel inférieur ou égal à 200mm.

Malgré un protocole expérimental très abouti où les manipulations par des expérimentateurs sont limitées au maximum et contrôlées (v. délimitation semi-automatiques des niveaux de gris et test ICC), plusieurs remarques peuvent êtres émises. Tout d’abord :

  • L’insuffisante résolution du micro CT de référence. Ce type d’appareil peut descendre jusqu’à des coupes de 1mm or les coupes choisies dans cette étude sont de 41m Le maître étalon aurait pu être plus précis afin de dissocier plus significativement les coupes de CBCT de 76mm et 200mm.
  • Le choix des deux CBCT testés : les modèles utilisés sont le CBCT 9500 et 9000 3D de Carestream. Il est sans aucun doute très difficile d’étudier plusieurs CBCT vu l’abondance de machine sur le marché. Cependant chaque CBCT possède un capteur spécifique et un logiciel de reconstruction d’image qui lui est propre. L’association d’un capteur et d’un logiciel très performant améliorera nettement la qualité de l’image en comparaison d’un CBCT moins « fin » et ceci même pour une taille de voxel identique.

Il est donc très difficile d’extrapoler les données issues de l’étude à d’autre CBCT de marque différente.

  • Le choix de l’écran de lecture : le dernier maillon de la chaîne de l’interprétation radiographique est aussi essentiel. De la qualité de l’écran dépendra l’affichage final des radiographies. Un écran de basse qualité fortement pixelisé modifiera négativement l’image radiographique même si le CBCT est optimum.
  • Le choix annexe de la connectique : ici encore les raccords connectiques ont une importance cruciale dans la transmission de l’information numérique. De la vitesse de transmission va dépendre la vitesse d’affichage à l’écran et l’absence de zone tampon déformée ou inexploitable.

La démocratisation de l’examen CBCT permet d’obtenir des données très précises et dans un contexte faiblement irradiant. Si son indication est bien posée, la réalisation de l’examen CBCT se doit de devenir un outil supplémentaire routinier. Cependant le praticien doit toujours respecter le principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable) visant à obtenir le maximum d’efficacité avec le minimum de préjudice. Donc lors de l’examen CBCT, seule la zone à étudier doit être radiographiée permettant une diminution de l’irradiation et une meilleure définition de la zone d’acquisition.
Les CBCT petits champs et présentant une taille de voxel la plus réduite possible sont à privilégier pour les applications en endodontie.

 

 

Comparison of the Accuracy of 3-dimensional Cone-beam Computed Tomography and Micro–Computed Tomography Reconstructions by Using Different Voxel Sizes.
Maret D, Peters OA, Galibourg A, Dumoncel J, Esclassan R, Kahn JL, Sixou M, Telmon N.
J Endod. 2014 Sep;40(9):1321-6.

 

Résumé et analyse : Dr. Grégory CARON (Paris), Dr. Lieven ROBBERECHT (Lille), Pr. Etienne DEVEAUX (Lille), – 08/09/2014

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