MANUELLA DIAS FURTADO BELÉM
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE FEIXE CÔNICO E
RADIOGRAFIA DIGITAL NO DIAGNÓSTICO DE LESÕES
CARIOSAS RECORRENTES INDUZIDAS ARTIFICIALMENTE
CONE BEAM CT AND DIGITAL INTRAORAL RADIOGRAPHY
PERFORMANCES IN THE DIAGNOSIS OF ARTIFICIALLY
INDUCED RECURRENT CARIES- LIKE LESIONS
Piracicaba 2016
Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Odontologia de Piracicaba
MANUELLA DIAS FURTADO BELÉM
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE FEIXE CÔNICO E
RADIOGRAFIA DIGITAL NO DIAGNÓSTICO DE LESÕES
CARIOSAS RECORRENTES INDUZIDAS ARTIFICIALMENTE
CONE BEAM CT AND DIGITAL INTRAORAL RADIOGRAPHY
PERFORMANCE IN THE DIAGNOSIS OF ARTIFICIALLY
INDUCED RECURRENT CARIES- LIKE LESIONS
Tese apresentada à Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutora em Radiologia Odontológica, na Área de Radiologia Odontológica.
Orientador: Prof. Dr. Francisco Haiter Neto
Piracicaba 2016
Este exemplar corresponde à versão final da tese defendida por Manuella Dias Furtado Belém e orientada pelo Prof. Dr. Francisco Haiter Neto
AGRADECIMENTOS
À Deus,
Agradeço por permitir todas as bênçãos que nos são dadas diariamente, pela proteção e saúde, direcionando e guiando meu caminho.
À Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP,
na pessoa do Prof. Dr. José Tadeu Jorge (Reitor).
À Faculdade de Odontologia de Piracicaba - FOP,
na pessoa do Prof. Dr. Guilherme Elias Pessanha Henriques (Diretor).
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES,
pela concessão da bolsa DS (Demanda Social).
Aos meus pais Hélio e Sebastiana,
Exemplos de vida, que lutam incansavelmente pelo amor e união da nossa família. Vocês são as pessoas que me fazem ver que o trabalho dignifica e que os frutos só serão colhidos se forem plantados anteriormente. Obrigado por todo amor incondicional e paciência que vocês tem comigo. Vocês são as razoes do meu viver. Nossa união é o que faz nosso futuro!
Ao meu irmão Hélio Junior,
Por dividir comigo cada momento, por ser responsável pelas melhores lembranças da minha infância. Por ser o melhor irmão do mundo. Com seu jeito paciente e o meu hiperativo, fazemos uma dupla incomparável. Obrigada por acreditar nos meus sonhos. Nosso amor e inexplicável e vital para mim.
Aos meus avós Osvaldo, Osmarina, Jose e Noêmia (in Memorium),
Fontes inesgotável de afeto e referências de vida.
Aos meus padrinhos Francisco, Maria Olinda e Primo Neto,
A família de vocês é a continuação da minha. Sou muito grata à Deus por ter me dado pessoas, como vocês, que servem de fonte de inspiração diária. Obrigado por todo amor dedicado a mim e a minha família. Amo vocês demais.
À minha família,
Pelo amor e união eternos, torcida sincera e por se fazerem presentes mesmo à distância.
Ao meu orientador Prof. Dr. Francisco Haiter Neto,
Por ter me guiado nessa trajetória, sempre confiando no meu potencial e se esforçando para que pudéssemos fazer o melhor. Obrigada por me incentivar e me ajudar na tarefa de fazer tudo acontecer, sempre com disponibilidade. Você é a pessoa mais inteligente e admirável que conheço. Foi um privilégio ser sua orientada.
Aos Profs. Dra. Solange Maria de Almeida e Dr. Frab Norberto Bóscolo,
Exemplos de amor à Radiologia e de que a competência e excelência no trabalho podem ser exercidos com o coração. Obrigada por toda a gentileza, atenção e aprendizado ao logo desses anos. Vocês foram nossos pais em Piracicaba.
Ao Prof. Dr. Matheus Lima de Oliveira e Deborah Queiroz de Freitas,
Obrigada por terem sido sempre atenciosos e disponíveis, compartilhando conhecimento e bons momentos.
À Profa. Dra. Cinthia Pereira Machado Tabchoury,
Obrigada por todo ensinamento durante esses anos em Piracicaba, por toda a disponibilidade, sempre nos recebendo com um sorriso no rosto. Exemplo de mulher e mãe a serem seguidos. Meu muito obrigado.
Aos Profs. Drs. Luis Roberto Marcondes Martins, Solange Aparecida Caldeira Monteiro e Gabriela Barbosa
Pela disponibilidade em enriquecer esse trabalho com suas experiências e conhecimentos na Radiologia Odontológica e Dentistica, contribuindo não só para a conclusão dessa etapa, como para o meu crescimento pessoal e profissional.
Aos funcionários da Radiologia Luciane Sattolo, Waldeck Moreira, Fernando Andrade e Giselda,
Obrigado pela dedicação e paciência. Vocês são peças fundamentais para tornarem a Radiologia o que ela é.
Ao amigo Prof. Dr. Saulo Leonardo S. Melo, Por me ajudar em inúmeras fases desse trabalho, pela paciência e disponibilidade que você teve durante todo esse tempo.
Aos funcionários e alunos da Bioquímica, Obrigado pela ajuda e disponibilidade em todas as fases dessa pesquisa.
À Claudia Haiter e Graça Pinheiro,
Mulheres que me inspiram como exemplo de mãe, mulher, dedicação e amor em tudo que fazem, seja na família, no trabalho e na Radiologia.
Aos Meus Amigos da Radiologia,
Debora, Monikelly, Carol, Dani, Maria Beatriz, Luana, Fred, Laura, Yuri, Phillipe, Gina, Gabriella, Amaro, Anne, Saulo, Ellen, Flavinha pelo apoio na caminhada desse sonho em comum, e por algum momento, desde o início ao fim dessa trajetória, terem tornado meus dias tão mais felizes e esses anos em Piracicaba simplesmente
inesquecíveis. Com certeza esse é o maior presente que levarei comigo dos anos aqui vividos.
Aos Meus Amigos de Piracicaba,
Marcelo, Luciana, Janaina, Dani, Alexandre, Marcio, Juliana, Icaro, Karina, Marcel, Rafael, Camila, Mari amigos de todas as horas que fizeram de Piracicaba o melhor lugar para viver.
Aos Amigos de Vida,
A todas as pessoas que cruzaram o meu caminho nessa longa caminhada e que acrescentaram todos os tipos de conhecimento, sentimentos e ensinamentos. Minhas amigas do coração, Fernanda e Dani. Meu Muito Obrigado!
RESUMO
O objetivo no presente estudo foi comparar o desempenho de imagens por tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) e radiografia intraoral digital no diagnóstico de lesões de cárie proximais induzidas artificialmente sob restaurações de amálgama e resina. Trinta e três dentes humanos extraídos, sendo 2 pré-molares e 31 molares, foram selecionados. Preparos cavitários classe II foram confeccionados em 30 dos molares, que foram restaurados com amálgama de prata (grupo Amálgama). Desses, quinze molares foram aleatoriamente selecionados e ficaram expostos à solução desmineralizante por 90 dias. Um phanton de quatro dentes (dois pré-molares e dois molares) foi confeccionado de modo que permitisse a substituição do primeiro molar por um dos 30 dentes previamente restaurados. Imagens por TCFC foram adquiridas nos aparelhos k9000 (voxel 0,125 mm) e i-CAT next generation (voxels 0,4 mm e 0,2 mm). Além disso, radiografias periapicais foram obtidas nos sistemas digitais: Digora Optime, VistaScan e Kodak RVG 6100. Após a aquisição de todas as seis modalidades de imagem, as restaurações de amálgama foram substituídas por resina composta (grupo Resina) e novas imagens foram obtidas. Três avaliadores realizaram a avaliação das imagens em relação ao diagnóstico de lesão de desmineralização sob as restaurações, em grupos de 15 imagens aleatórias. As concordâncias intra e interobservador foram calculadas a partir do teste Kappa. Além disso, sensibilidade, especificidade, acurácia e área sob a curva ROC foram calculadas. Os resultados mostraram a influência do material restaurador e da modalidade de imagem utilizada foi verificada através de um modelo de análise de variância multifatorial (ANOVA two-way) e comparações pareadas foram realizadas por meio do teste de Tukey, considerando-se um nível de significância de 5%. A concordância intraobservador variou de ruim a substancial (0,105 - 0,779) e a concordância interorbservador variou de ruim a regular (0,141 - 0,595). Não houve diferença estatisticamente significante de sensibilidade e especificidade do mesmo material quando comparado nas diferentes modalidades de imagem (p = 0,301 e 0,784, respectivamente) ou quando os dois materiais foram comparados em uma mesma modalidade (p = 0,306 e 0,437, respectivamente). Já com relação à acurácia e áreas sob as curvas ROC, foi encontrado diferença estatisticamente significante quando os dois materiais foram comparados nas
modalidades iCat0.4/iCat0.2 e VistaScan/iCat0.4. Além disso, houve diferença estatisticamente significante quando os valores do grupo Amálgama foram comparados entre as diferentes modalidades de imagem. Concluiu-se que as imagens por TCFC apresentaram performance compatível com as técnicas radiográficas intraorais para detecção de desmineralização sob restaurações. Contudo, o protocolo de aquisição das imagens, dentre eles os tamanhos do FOV e do voxel, e o material restaurador utilizado pareceu influenciar na performance.
Palavras-chave: diagnóstico por imagem, tomografia computadorizada de feixe cônico, radiografia dentária digital, carie.
ABSTRACT
The aim of this study was to compare the performance of cone beam computed tomography (CBCT), digital intraoral radiography in the diagnosis of artificially induced proximal caries lesions under amalgam and composite restorations. Thirty-three extracted human teeth, including two premolars and 31 molars, were selected. Class II cavity preparations were made and restored with amalgam in 30 molars (Amalgam group). Of those, fifteen molars were randomly selected and exposed to a demineralizing solution for 90 days. Phanton with four teeth (two premolars and two molars) were created and allow replacement of the first molar by one of the 30 previously restored teeth. CBCT images were acquired using a k9000 (0,125mm voxel size) and an i-CAT next generation (0.4 mm and 0.2 mm voxel sizes) scans. In addition, periapical radiographs were obtained in three digital systems (Digora Optime, VistaScan and Kodak RVG 6100). Following the acquisition of all six imaging modalities, the amalgam fillings were replaced by composite (Composite group) and new images were obtained. Three observers interpreted the images by searching for demineralized areas under the restorations, in groups of 15 random images of the same technique, regardless of the restorative material and the condition under the restoration. Intra and interobserver agreements were calculated by Kappa test. Sensitivity, specificity, accuracy and area under the ROC curve (AUC) were also calculated. The influence of the restorative material and the type of image used was verified through a multifactorial analysis of variance model (ANOVA two-way), and paired comparisons were performed using Tukey test, considering a significance level of 5%. The intraobserver agreement ranged from poor to substantial (0.105 to 0.779) and the interorbservador agreement ranged from poor to regular (0.141 to 0.595). There was no statistically significant difference in sensitivity and specificity for the same material compared in different imaging modalities (p = 0.301 and 0.784, respectively) or when the materials were compared in the same modality (p = 0.306 and 0.437, respectively). On the other hand, statistically significant differences were found for accuracy and AUC when the materials were compared in the categories iCat0.4/iCat0.2 and VistaScan/iCat0.4 respectively. In addition, there was statistically significant difference in the Amalgam group when the accuracy and AUC were compared between the imaging modalities. In conclusion, CBCT images showed consistent performance, comparable with intraoral radiographic techniques, to detect
demineralization under restorations. However, the image acquisition protocol, such as FOV and voxel sizes and the restorative material had seem to influence that performance.
Keywords: dental leakage, diagnostic imaging, cone beam computed tomography, digital dental radiography.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 14
2 ARTIGO:
Cone beam CT and digital intraoral radiography performances
in the diagnosis of artificially induced recurrent caries-like lesions..18
3 ARTIGO EM PORTUGUÊS:
Tomografia computadorizada de feixe cônico
e radiografia digital no diagnóstico de lesões cariosas recorrentes
induzidas
artificialmente
...394 CONCLUSÃO ... 56
REFERÊNCIAS ... 57
APÊNDICE 1- Metodologia Detalhada...62
ANEXOS...67
ANEXO 1- Liberação do Protocolo de Pesquisa pelo comitê de ética ... 68
INTRODUÇÃO
A cárie dentária é uma doença crônica que pode acometer até 80% da população até os 18 anos e 90% dos adultos (Bader et al., 2001). Por ser um processo multifatorial, complexo, contínuo e dinâmico, o diagnóstico e tratamento das lesões de cárie está diretamente na dependência de um diagnóstico preciso. A visualização de lesões iniciais de cárie proximal é uma tarefa desafiadora uma vez que estas são lesões de pequeno porte, com baixo contraste, forma irregular e cercadas por estruturas altamente densas, como o esmalte. Esse diagnóstico é especialmente mais difícil na região posterior, em virtude da morfologia dos dentes e da cavidade oral. De fato, a detecção dessas lesões de cáries no estágio inicial é rara. Segundo, Kidd e Pitts (1990), 80% das lesões de cáries proximais nas regiões de dentes posteriores não são detectadas pelos cirurgiões dentistas durante os exames clínicos.
Mudanças comportamentais, adaptações na dieta e ações preventivas podem remineralizar lesões cariosas iniciais (Lynch e Smith, 2012). Paralelamente, o uso generalizado de fluoreto, no intuito de prevenir a instalação da doença, acaba por atrasar a cavitação das lesões, tornando mais difícil a sua identificação (Robinson, 2009). Nesse sentido, essa condição exige que os exames diagnósticos se aprimorem, visando detectar corretamente as lesões de cáries, mesmo nos seus estágios mais iniciais.
Na Odontologia moderna preconiza-se a preservação das estruturas dentárias com escovação eficaz, uso de fio dental, profilaxia, tratamentos não invasivos ou minimamente invasivos. Com isso, observa-se uma maior busca por métodos de diagnósticos precoces. A avaliação do paciente, inicialmente, deve ser feita com o exame clínico meticuloso e como complementação, a utilização de exames radiográficos no diagnóstico de lesões de cáries dentárias (Krzyzostaniak et
al., 2014).
Quimicamente, lesões de cáries podem ser definidas como uma perda de composto mineral, ou seja, desmineralização. A depender do estágio de progressão
dessa desmineralização, é possível a visualização clínica da área afetada, que pode variar desde uma discreta alteração de cor a cavidades de extensões e profundidades variadas. Na presença de material restaurador, a visualização de possíveis áreas desmineralizadas é extremamente prejudicada, pois normalmente não é possível observar a condição da estrutura dentária abaixo da restauração. Sendo assim, métodos de diagnóstico por imagem fazem-se necessários.
As radiografias intraorais, analógicas ou digitais, continuam sendo o método mais utilizado. Vários estudos já comprovaram sua eficiência, assim como suas limitações. Atualmente, porém, diversos métodos de diagnóstico de lesões de cárie vêm sendo introduzidos nos últimos anos, incluindo ultrassom, fibra ótica e tomografias computadorizadas.
De acordo com Senel et al. (2010), a tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) foi introduzida no mercado em resposta à elevada demanda por uma técnica que pudesse proporcionar um exame tridimensional por um custo menor e doses mais baixas do que as absorvidas no exame de tomografia computadorizada
fan beam (TCFB). Em vez de um feixe em forma de leque, a TCFC emite um feixe
de forma cônica que abrange toda a região de interesse, permitindo o escaneamento de todo o volume com rotação total ou parcial em torno da cabeça do paciente.
Os estudos sobre a aplicabilidade clínica da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) têm enfatizado as indicações dessas imagens como elementos de diagnóstico em diversas áreas da Odontologia, principalmente para o planejamento de implantes osteointegrados, planejamento ortodôntico e cirurgias bucomaxilofaciais (Ballrick et al., 2008; Tyndall e Rathore, 2008). Apesar de existir diversos estudos sobre diagnóstico de lesões de cárie em TCFC, a sua indicação para avaliação dessas lesões ainda é bastante questionada na literatura (Park et al., 2011), não só por sua capacidade de diagnóstico, como também devido à alta dose de radiação empregada no exame, quando comparada aos exames bidimensionais.
O tamanho do voxel na imagem 3D é equivalente à resolução do pixel na imagem 2D, e nesse caso, a resolução de 300 ppi (pixels por polegada) corresponde diretamente ao tamanho do voxel de 0,085 mm. Imagens adquiridas com tamanho de voxel menores, são mais “bonitas e contrastadas” no ponto de vista subjetivo e têm doses de radiação maiores. Porém, podem fornecer o mesmo resultado no
diagnóstico de imagens com resoluções menores. Sendo assim, é extremamente importante a comparação de exames de TCFC com vários tamanhos de voxel para entender o impacto da qualidade da imagem na confiabilidade e acurácia do diagnóstico (Davies et al., 2012).
O diagnóstico de lesões de cáries oclusais é facilmente diagnosticado ao exame clínico pela sua localização, porém observa-se vários artigos utilizando métodos de imagens como TCFC, radiografia digital e convencional. Kayipmaz et al. (2011), estudaram o diagnóstico de lesões de cáries oclusais e proximais comparando a TCFC, filme convencional e imagens digitais com sensores de placa de fósforo, concluíram que TCFC foi superior no diagnóstico de lesões de caries oclusais, porém para as lesões de cáries proximais não foi encontrada diferença significante entre os métodos. Corroborando com o estudo de Kamboroğlu et al. (2010), quando a TCFC teve acurácia superior à radiografia digital com sensores CCD na avaliação de lesões de caries oclusais em esmalte, dentina superficial e profunda.
Alguns estudos avaliaram a presença de lesões de cáries proximais comparando TCFC, radiografias convencionais e digitais, Akdeniz et al. (2006), observaram que a TCFC foi melhor para avaliar a profundidade de cáries proximais em dentina, quando comparado com o sensor de placa de fósforo e o filme. Resultados parecidos com os achados de Young et al. (2009), onde a TCFC (3DX Accuitomo) foi superior às radiografias digitais usando sensores CCD na avaliação de cáries proximais em esmalte. Por outro lado, Tsuchida et al. (2007) utilizando a TCFC com o equipamento 3DX Accuitomo não obteve melhora significativa na acurácia quando comparada com o filme radiográfico da detecção de lesões de cáries proximais. Assim como Haiter-Neto et al. (2008), observaram que o TCFC teve baixa especificidade quando comparado com a radiografia digital e convencional nas detecções de lesões de cáries proximais, porém não houve diferença estatisticamente significante entre as três modalidades. Sendo assim, não recomendando que a TCFC seja feita exclusivamente para o diagnóstico de lesões de cáries proximais (Zhang et al., 2011).
Em 2011, Costa et al. constataram que a presença de estruturas metálicas dentro do canal radicular reduziu significantemente a especificidade e sensibilidade no diagnóstico de fraturas radiculares. Foi observado que o artefato produzido pelo
material metálico reduziu a confiabilidade do observador na hora do diagnóstico, levando o nível de concordância intraobservador variando de sem concordância a concordância fraca.
Kulczyk et al. (2014), avaliaram in vitro a influência de restaurações de amálgama na detecção de cáries proximais com TCFC, onde notou-se baixa especificidade no diagnóstico de desmineralizações na superfície dos dentes, quando havia a presença de obturações de amálgama na região, os autores não indicaram a utilização da TCFC para o diagnóstico de cáries, quando houver a presença de materiais metálicos. No estudo que comparou o diagnóstico da acurácia de dois equipamentos de TCFC (Pax-500ECT e ProMax 3D) e radiografias interproximais na detecção de lesões de cáries secundárias abaixo de restaurações de amálgama e resina, concluiu que a TCFC foi superior a radiografia interproximal (Charuakkra et al., 2011).
Levando-se em consideração a alta resolução de imagem e a utilização cada vez mais rotineira dos aparelhos de TCFC pelos cirurgiões-dentistas, assim como, a grande presença das radiografias digitais nos consultórios odontológicos, o objetivo do presente estudo foi comparar o desempenho de imagens por TCFC e radiografias digitais no diagnóstico de lesões de cárie proximais induzidas artificialmente sob restaurações resinosas e de amálgama.
2 ARTIGO:
Cone beam CT and digital intraoral radiography performance
in the diagnosis of artificially induced recurrent caries-like lesions
Artigo submetido à apreciação (Anexo 2), visando à publicação, ao periódico Caries Research, considerado Qualis A1 pela CAPES. A estruturação do artigo baseou-se nas instruções aos autores preconizadas pela editora do periódico.
Cone beam CT and digital intraoral radiography performances in the diagnosis
of artificially induced recurrent caries-like lesions
Manuella Dias Furtado Belem1 Saulo Leonardo Sousa Melo2
Cinthia Pereira Machado Tabchoury3 Francisco Haiter-Neto1
1Department of Oral Diagnosis, Division of Oral Radiology, Piracicaba Dental School,
University of Campinas, Piracicaba, São Paulo, Brazil.
2
Department of Oral Pathology, Radiology and Medicine, College of Dentistry, The University of Iowa, Iowa City, Iowa, USA.
3
Department of Physiological Science, Division of Biochemistry, Piracicaba Dental School, University of Campinas, Piracicaba, São Paulo, Brazil.
Short title: CBCT and digital intraoral radiographs for diagnosis of recurrent caries
Keywords: Tooth demineralization; diagnostic imaging; cone beam computed tomography; dental digital radiography.
Department of Oral Diagnosis, Piracicaba Dental School, University of Campinas Av. Limeira 901, Box 52. Piracicaba, SP, Brazil 13414-903
Telephone: +55 (19) 2106 5327 E-mail: manubelem@yahoo.com.br
DECLARATION OF INTERESTS
ABSTRACT
Objectives. To compare the performance of cone beam CT (CBCT) images and digital
intraoral radiography in the diagnosis of artificially induced recurrent caries-like lesions under amalgam and composite fillings. Materials and Methods. Class II cavities were prepared in 30 molars and filled with amalgam. Fifteen of those molars were coated with nail varnish and only a 7 mm² area at the restoration/enamel interface was left exposed to a demineralizing solution for 90 days. Phantoms of four teeth (two premolars and two molars) were prepared. CBCT images were acquired with two CBCT units in three different voxel sizes (K9000, 0.076mm; i-CAT, 0.2 mm and 0.4 mm). Periapical radiographs were obtained with three digital systems (Digora Optime, VistaScan and RVG-6100). After image acquisition, the amalgam fillings were replaced by composite fillings and new images were obtained. Three blinded, calibrated examiners assessed all images. Sensitivity, specificity, accuracy and ROC curve were calculated and verified through two-way ANOVA and Tukey test. Results. There were no significant differences in sensitivity and specificity when the same restorative material was present or when the restorative materials were compared against each other with the imaging technique as a constant. As for accuracy and ROC curve, there were statistically significant differences when the two materials were compared and in the amalgam group when the different imaging modalities were compared. Conclusion. CBCT images appears to perform similarly to intraoral radiography in terms of detecting demineralization under restorations. However, the voxel size and the type of restorative material seem to influence its performance.
INTRODUCTION
Recurrent or secondary caries is a carious lesion occurring at the margins of an existing restoration, especially in areas of biofilm accumulation such as the cervical margins. Recurrent caries is rarely seen on occlusal surfaces since the margins of the fillings are easily cleaned. Strikingly, about 50 to 60% of the restorations are replaced because of a diagnosis of recurrent caries [Mjör and Toffenetti, 2000].
Clinical examination supported by intraoral radiographs, whether conventional or digital, are the most used methods for the diagnosis of carious lesions. Even though intraoral radiographs are limited by their two-dimensional nature and their need for the appropriate vertical and horizontal angulations during image acquisition [Akdeniz et al., 2006], it is accepted that they are sufficient and have practical, economical and low-dose features that are valuable for the routine assessment of caries [Ertas et al., 2014]. Alternatively, cone beam CT (CBCT) can represent the imaged structure in three dimensions (3D) without superimposition. Given that CBCT images have been widely used in modern dentistry, questions were raised as if those images could accurately depict carious lesions. Not as a primary resource for caries evaluation, but considering that a given CBCT scan is acquired for other reliable well-indicated reasons, it is important to know how safely and accurately one should be in assessing that volume for caries evaluation.
Several studies reported a high sensitivity and specificity of CBCT scans for detecting occlusal lesions, sometimes even more accurate than intraoral radiographs [Young et al., 2009; Kamburoglu et al., 2010; Senel et al., 2010; Ertas et al., 2014; Krzyzostaniak et al., 2014]. However, few studies evaluated CBCT as a method for diagnosing proximal caries, and even fewer studies considered the presence of restorations in the region of interest when diagnosing proximal recurrent caries. It has been proven that the presence of metallic and other radiopaque materials may affect the interpretation of CBCT images due to artifacts caused by hardening of the X-ray beam and/or starvation of the receptor.
Therefore, the goal of this study was to compare the performance of CBCT images and digital periapical radiography as diagnostic methods of artificially induced demineralization at the margins of amalgam and composite fillings.
MATERIAL AND METHODS
The protocol of this in vitro study was reviewed and approved by the Institutional Review Boards of the authors institutions.
Sample characterization
Thirty-three extracted human teeth (2 premolars and 31 molars) were selected for this study. Only non-restored teeth with fully formed crowns and within normal anatomic patterns were used. The sample was collected among teeth extracted for orthodontic reasons or for the treatment of dental impactions. After disinfection with 2% glutaraldehyde, all teeth were kept in saline solution. The two premolars and one molar were used to compose a phantom simulating one posterior quadrant of the permanent dentition wherein the first molar was absent. The missing first molar was replaced by one of the remaining 30 molars. These teeth were prepared and filled to simulate mesio-occlusal class II amalgam restorations, and then randomly assigned to one of the two even groups (control and experimental). Teeth from the experimental group underwent artificially induced demineralization at the cervical margin of the restoration. After acquiring the initial image set, amalgam fillings were carefully replaced by composite restorations, teeth were repositioned in the phantom, and a second image set was acquired. A detailed description of those steps is provided on the following subsections.
Therefore, four subgroups were formed: (1) control amalgam (non-demineralized molars with amalgam filling); (2) experimental amalgam (demineralized molars with amalgam filling); (3) control composite (non-demineralized molars with composite filling); and (4) experimental composite (demineralized molars with composite filling).
Cavity preparations
The 30 selected molars were cleaned and placed into a polystyrene resin base so that their proximal surfaces could be polished with silicon carbide sandpaper #320 (Arotec, São Paulo, Brazil), under running water. Thus, a flat enamel surface area without exposed dentin was created, and class II cavities were prepared at the center of the mesial surface using #56
carbide burs (KG Sorensen, Barueri, Brazil) at high speed with cooling water. Burs were discarded every five preparations. All preparations were 3 mm of the amelocemental junction, with the following dimensions: 3 mm mesiodistally, 3 mm bucco-lingually, and 3-mm deep. All cavity edges were kept in enamel. After the preparations, teeth were stored in saline solution until the time of restoration.
Cavity dimensions were standardized by using a custom-made cavity preparation machine developed by the Operative Dentistry Laboratory at the Piracicaba Dental School. The machine consists of a dental high-speed handpiece adapted to an optical microscope moving stage. By controlling the micrometric screws, the movement of the handpiece could be millimetrically reproduced.
Amalgam fillings
The cavities of the amalgam group were restored with high copper content admix amalgam (Permite C - regular setting speed, SDI, San Francisco, US). The amalgam mix was prepared with a digital amalgamator Ultramat S (Dental Cremer, Cotia, Brazil) for 8 seconds. The amalgam mix was placed in the cavity in small increments and condensed with #2 and #3 Ward pluggers (SSWhite, Petrópolis, Brazil). The excess amalgam was removed with a Hollenback 3S carver (SSWhite), and the restoration burnished with #29 burnisher (SSWhite). Once restored, teeth were kept in saline solution for 24 h and then restorations were finished with multi-laminated carbide finishing burs at low speed and polished with rubber abrasive points (KG Sorensen, Barueri, Brazil).
Artificial demineralization
Fifteen molars were randomly selected and had their coronary and root portions coated with acid-resistant, quick-drying nail varnish. A round area of approximately 7 mm² at the restoration-enamel interface was left exposed. A demineralizing solution described by Argenta et al. [2003] was used to induce the defects underneath the fillings. The solution used contained acetate buffer (0.05 M), calcium (1.12 mM), phosphate (0.77 mM) and
fluoride (0.03 ppm) as the previously described. It is also recommended to use 2 ml of demineralizing solution for each 1 mm² of exposed enamel. Hence, the teeth were kept in individual plastic containers containing 14 ml of solution at 37 °C. According to the standards of induced demineralization, solutions were changed every 15 days until a total of 90 days.
Digital periapical radiography
After demineralization, the sample was waxed to the phantom in sets of four teeth (two premolars and two molars), as described above. An acrylic device developed by the Radiology division of the Piracicaba Dental School was used to assist in the positioning of the sensors and phantoms. It keeps the distances and angles fixed for standardization of the radiographs (radiation source-sensor at 40 cm, object-sensor at 15 mm; vertical angle at 0°, horizontal angle at 90°). A 25 mm-thick acrylic plate was placed in front of the phantom, parallel to the sensors and centered with the X-ray beam to simulate the soft tissue attenuation (fig. 1).
Figure 1. Acrylic positioning device for standardization of digital radiography imaging.
The radiographic images were obtained with an intraoral x-ray unit GX-770 (Gendex Dental Systems, Illinois, USA) at 70 kVp, 7 mA, and 0.08 seconds of exposure time. Digital periapical radiographs were obtained with three different systems: (1) Digora Optime phosphor plate system (Soredex/Orion Corp., Helsinki, Finland), size 2 (active area 30 x 40
mm), scanned immediately after acquisition with the DFW software (Soredex/Orion Corp., Helsinki, Finland); (2) VistaScan phosphor plate system (Dürr Dental, Beitigheim-Bissingen, Germany), size 2 (active area 30 x 40 mm), scanned immediately after acquisition with the DBSWIN software (Dürr Dental, Beitigheim-Bissingen, Germany); and (3) RVG 6100 direct digital system (Kodak Dental Systems, New York, USA), CMOS technology, size 2 (active area 27 x 36 mm) paired with the MiPACS software (version 1.3.1326, LEAD Technologies, Carolina North, USA) (fig. 2).
Figure 2. Digital radiographs obtained with the (1) Digora Optime, (2) VistaScan e (3) RVG
6100 systems for each material: (a) composite and (b) amalgam.
Cone beam computed tomography
The same phantoms used for the acquisition of periapical radiographs were scanned in two different CBCT units. The phantoms were placed in a plastic container filled with water to mimic the radiation attenuation caused by soft tissue. The protocols used were: (1) iCat0.4, where an i-CAT Next Generation scanner (Imaging Science International, Philadelphia, USA) was set at 0.4 mm voxel size, 8 x 8 cm field of view (FOV), 5 kV and 120
1a 1b
1b
2a 2b
mA; (2) iCat0.2, where the i-CAT Next Generation scanner was set at 0.2 mm voxel size, 8 x 8 cm FOV, 5 kV and 120 mA; and (3) K9000, where a K9000 scanner (Kodak Dental Systems, NY, USA) was set at 0.076 mm voxel size, 5 x 3 cm FOV, 70 kV and 10 mA (fig. 3).
Figure 3. CBCT images obtained with the studied scanners/voxel sizes (1) iCAT/0.4 mm voxel
size, (2) iCAT/0.2 mm voxel size, and (3) K9000/0.076 mm voxel size for each material: (a) amalgam and (b) composite.
Data volumes were segmented, reformatted and exported as DICOM files using the dedicated software for each scanner: XoranCAT (version 3.0.34, Xoran Technologies, Michigan, USA) for the iCAT, and KDIS3D (Kodak Dental Imaging 3D module software version 2.1.11, Carestream Health Inc., New York, USA) for the K9000.
Composite fillings
After being imaged on the six imaging protocols described above, amalgam fillings were removed with #10 spherical carbide burs (KG Sorensen) in a water-cooled, low-speed handpiece. The burs were discarded every five procedures. Only the center of the amalgam
1a
3a 3b
2a 2b
restoration was drilled to avoid unwanted damage to the standardized cavity. If the amalgam filling did not come off completely, a non-cutting #11 excavator (SSWhite) was used for its removal.
The preparations were then filled with Charisma composite (Heraeus Kulzer, Hanau, Germany) using an oblique incremental technique. The first layer was applied horizontally and light-cured, followed by two oblique layers. Then, other three layers were placed in the same way until the cavity was completely filled. No adhesive system was used to prevent it from penetrating into the demineralized area. Light curing energy was standardized at 22 J. The finishing and polishing procedures were performed with a series of aluminum oxide discs (SoftLex, 3M/ESPE, Minnesota, USA).
After the composite fillings being placed, the sample was placed back into the phantoms and a new set of images was obtained by following the protocols previously described.
Image assessment
Three experienced oral and maxillofacial radiologists were calibrated prior to assessing all the images acquired for the study. The images were evaluated in groups of no more than 15 images per session to prevent evaluators’ eye fatigue. These groups comprised random images acquired with the same imaging modality regardless of restorative material and demineralization status (present or absent). Digital images were assessed using a 24-inch LCD monitor (MDRC-2124, Barco Inc., Duluth, GA), with effective resolution of 1920 x 1200 pixels. The interval between the last session of a given image type and the first evaluation with the following software was two weeks. The dedicated acquisition software for the digital periapical radiographs were used to evaluate their respective images, except for those obtained with the direct digital system Kodak RVG 6100, which were evaluated with Adobe Photoshop CS (San Jose, CA). DICOM files derived from CBCT scans were analyzed with the OnDemand3D software (version 1.0.7, CyberMed, Seoul, South Korea) as per the manufacturer's recommendations.
There was no time limit for the interpretation sessions. Brightness, contrast, and zoom tools, if available, could be used at examiners’ discretion. When evaluating CBCT images, the
examiners were instructed to line up the three planes so that the tooth had its long axis perpendicular to the axial plane and parallel to the sagittal plane. Examiners were instructed to evaluate the characteristics of the first molar’s mesial surface according to a 5-point scale: (1) recurrent lesion definitely absent; (2) recurrent lesion probably absent; (3) uncertain; (4) recurrent lesion probably present; and (5) recurrent lesion definitely present.
Gold standard
Measurements of enamel hardness were performed in the mesial surface of all teeth to confront with image-based diagnosis. After longitudinal sectioning of the teeth, measurements were performed with a FM Series digital microhardness tester (Future-Tech Corp., Tokyo, Japan) and the dedicated FM-ARS 7000 software (Sun-Tec Corp., Novi, MI, USA). In addition, the concentrations of phosphorus and calcium in the demineralizing solutions was determined through biochemical assays. Increases in calcium and phosphorus concentrations in the demineralizing solution were interpreted as dissolution and consequent loss of tooth minerals.
Statistical analysis
The intra and interexaminer agreement were calculated according to Cohen’s Kappa test and were interpreted as: slight (0 - 0.20), fair (0.21 to 0.40), moderate (0.41 to 0.60), substantial (0.61 to 0.80), almost perfect (0.81 to 0.99) and perfect (1.00) [Fleiss and Cohen, 1973].
Sensitivity (Sn), specificity (Sp) and accuracy (Ac) analyses were performed after pooling observers’ responses for each group and image modality. From these values, ROC curves were constructed to assess the relationship between sensitivity and specificity (area under the ROC curve - AUC). The influence of material and image type was assessed by multifactorial analysis of variance (two-way ANOVA). In addition, paired comparisons of the area under the ROC curve of the six imaging modalities used for both types of restorative material were performed using Tukey's test. Data analysis was performed using SigmaStat (Version 3.5; Systat Software Inc., Hilden, Germany), considering a p < 0.05 significance level.
RESULTS
Intraexaminer agreement ranged from slight to moderate in the amalgam groups and from moderate to substantial in the composite groups. On the other hand, interexaminer agreement ranged from slight to moderate in the amalgam groups and from fair to moderate in the composite groups (Tables 1 and 2).
Table 1. Intra- (filled cells) and interexaminer agreement coefficients for the amalgam
groups.
Examiner 1 2 3 1 0,326 0,319 0,504 2 0,233 0,141
3 0,470
Table 2. Intra- (filled cells) and interexaminer agreement coefficients for the composite
groups.
Examiner 1 2 3 1 0,608 0,595 0,490 2 0,779 0,381
3 0,428
Table 3 summarizes the overall results for Sn, Sp and Ac in the diagnosis of demineralization at the restoration/enamel interface for each imaging method and material. There were no statistically significant differences concerning Sn for one given material across the different imaging modalities (p = 0.301) or when the two materials were compared but the imaging technique was constant (p = 0.306). There were no statistically significant differences regarding Sp for one given material across the different imaging modalities (p =
0.784) or when the two materials were compared but the imaging technique was constant (p = 0.437). As for Ac, there were statistically significant differences when the two materials were compared with iCat0.4 and iCat0.2. In addition, as shown in Table 3, statistically significant differences in Ac where identified when teeth restored with amalgam were compared across the different imaging modalities.
Table 3. Sensitivity, specificity and accuracy for each imaging modality and restorative
material in the identification of artificially induced recurrent caries-like lesions. Sensitivity (Sn) Specificity (Sp) Accuracy (Ac)
Amalgam Composite p Amalgam Composite p Amalgam Composite P
Digora 61,1 57,8 .785 76,7 80 .854 68,9ab 68,9 1 VistaScan 48,9 55,6 .586 70 80 .583 59,4abc 67,8 .080 RVG 57,8 56,7 .928 58,9 63,3 .806 58,3abc 60 .714 K9000 58,9 53,3 .651 84,4 78,9 .761 71,7a 66,1 .232 iCat0.2 46,7 46,7 1 63,3 86,2 .213 55bc 66,1 .022 iCat0.4 32,2 48,9 .179 69,9 82,2 .498 51,4c 65,6 .005 Means with different superscripted letters highlight the presence of statistically significant differences in the amalgam group: K9000 vs iCat0.4 (p = 0,002); K9000 vs iCat0.2 (p = 0,017); Digora vs iCat0.4 (p = 0,011).
The mean AUC were grouped in Table 4 and Figure 4. In general, there were no statistically significant differences among imaging modalities in the composite group. On the other hand, K9000 and Digora showed higher means than did iCat0.2 and iCat0.4 in the amalgam group, with the differences reaching statistical significance. When comparing the two filling materials with the imaging modality as a constant, the composite group showed higher averages in five of the six imaging modalities. However, statistically significant differences were found only for the VistaScan and iCat0.4 modalities.
Table 4. Area under the ROC curve (AUC) and standard deviation (SD) for each imaging modality and
restorative material in the identification of artificially induced recurrent caries-like lesions.
Amalgam Composite AUC SD AUC SD P Digora 75.2a 0,04 71.7 0,04 .722 VistaScan 60.5a,b 0,04 73.3 0,04 .030 RVG 64.0a,b 0,04 66.2 0,04 .972 K9000 75.1a 0,03 68.9 0,04 .503 iCat0.2 58.0b 0,04 62.2 0,05 .119 iCat0.4 51.8b 0,04 63.8 0,04 .005
Means with different superscripted letters highlight the presence of statistically significant differences in the amalgam group: K9000 vs iCat0.4 (p < 0,001); K9000 vs iCat0.2 (p = 0,023); Digora vs iCat0.4 (p = 0,001); Digora vs iCat0.2 (p = 0,047).
Figure 4. ROC curves for the six imaging modalities tested for each material: (A)
amalgam and (B) composite.
DISCUSSION
Given the necessary conditions, proximal carious lesions may develop below the contact points of two adjacent teeth. In the early stages, these lesions appear as an opaque area due to the loss of translucency on the enamel's external surface located between the contact points and the gingival margin. The large proximal surface of the posterior teeth and the subtle and gradual loss of mineral substrate in these areas pose a challenge for radiographic diagnosis of proximal caries. Despite the several diagnostic radiographic modalities available, intraoral radiography remains the most widely used imaging technique. However, as the applications of CBCT in Dentistry are growing, this study was designed to determine whether this imaging modality, once scans were acquired for reasonable purposes, should also be used for the diagnosis of recurrent carious lesions. Specificity, sensitivity, accuracy and ROC curve analyses showed that CBCT images may be as reliable as digital intraoral radiographs for the diagnosis of proximal secondary caries-like lesion.
Due to their high atomic number, most restorative materials generate artifacts in CBCT images, which can negatively affect the diagnostic value of this imaging technique. Such drawback is evident during screening for recurrent caries, since artifacts usually appear as dark lines below the margins of a restoration and thus mimic the radiographic signs of recurrent carious lesions. Our results showed that the performance of CBCT images are comparable to that of digital radiographs. Indeed, images obtained with the K9000 equipment had better specificity (84.4) and accuracy (71.7) indices in the amalgam group, situation in which a greater negative influence of artifact production was expected. The apparent diagnostic superiority of the K9000 over the i-CAT may be secondary to FOV (K9000 = 5 x 3 cm, i-CAT = 8 x 8 cm) and voxel sizes (K9000 = 0.076 mm, i- CAT = 0.2 and 0.4 mm). It is known that the greater the size of scanned area, the greater the influence of the scattering radiation in the quality of the final image. Moreover, the smaller the voxel size, the better the resolution of the image [Fourie et al., 2010].
Previous studies evaluated the assessment of recurrent caries-like lesions underneath restorations by various types of intraoral radiographs and CBCT images [Charuakkra et al., 2011; Murat et al., 2013]. These authors concluded that CBCT was markedly superior to intraoral imaging, regardless the restorative material used. They also suggested the use of CBCT for assessing such lesions. Even though the present study also showed the reliability of CBCT, the present results were more modest regarding the detection of demineralization under class II restorations. There was also a significant difference in the detection of lesions depending on the restorative material used. These results may be explained by the size of the defects under the restorations, since the present study has induced enamel demineralization to simulate incipient carious lesions, while previous studies simulated caries lesion by drilling it with round burs. As mentioned by Haiter-Neto et al. [2009] and Young et al. [2009], it is difficult to detect early demineralization in proximal surfaces. Moreover, it is known that large lesions and drilled cavities have more clearly defined limits [Benn, 1994]. Kang et al. [1996] compared the degree of defect detection by using teeth with real caries and others with mechanically created defects on proximal surfaces. They observed that mechanically created cavities were 2.92 times more likely to be detected radiographically than the real carious lesions because of the high contrast seen after mechanical preparation.
It has been suggested that a higher accuracy in the diagnosis of caries with CBCT images may be related to a high resolution voxel [Spin-Neto et al., 2013]. A previous study evaluated the influence of amalgam restorations in adjacent teeth on the detection of proximal caries lesions in 102 posterior teeth [Kulczyk et al., 2014]. These authors, using a Newton3G scanner (0.25 mm voxel size, 9 x 9 cm FOV), observed low sensitivity, specificity and accuracy for the detection of carious lesions in enamel but with better results once the lesions reached the dentine. They concluded that CBCT images should not be used to determine the presence or absence of caries when amalgam restorations were present near the area to be diagnosed. However, the authors suggested that smaller FOV and voxel would likely produce better results. Not surprisingly, it was observed in the present study that the smaller the FOV and the voxel, the better the diagnostic performance even in the presence of amalgam. It was also observed that CBCT and digital radiography showed similar results,
supporting the reliability of CBCT images for the diagnosis of carious lesions given that such images are available.
Various techniques have been employed to measure the changes that happen after tooth demineralization, including hardness analysis and biochemical assays [Arends and ten Bosch, 1992; Minah at al., 1998; White et al., 1999]. Both techniques were applied as gold standard in this study: the biochemical assays of the demineralizing solutions before and after teeth immersion, and the microhardness analysis after image acquisition. The ideal gold-standard for a diagnostic method must be established by a reproducible method, be able to unveil the pathological features of the condition of interest and be independent of the diagnostic method under evaluation [Wenzel and Hintze, 1999]. When radiographic images are used as the gold standard for assessing the performance of other imaging modalities, these criteria cannot be completely filled [Hintze and Wenzel, 2003].
Intraexaminer agreement ranged from slight to substantial, while interexaminer agreement varied from slight to moderate, which suggests that there is considerable difficulty in detecting demineralized areas adjacent to restorations. This difficulty was expected, since there are reports of low interexaminer agreement in detecting proximal caries even in the absence of restorative material [Schulze et al., 2011; Kulczyk et al., 2014]. Not surprisingly either, Costa et al. [2011] reported low intra- and interexaminer agreement when attempting to diagnose root fractures with CBCT in teeth with metal posts. The examiner's experience, the evaluation conditions, the possibility of using software tools to control features such as zoom, brightness and contrast, as well as the way each examiner explores the images in the multiplanar CBCT slices may have strongly contributed to a subjective assessment, which directly affects the level of agreement.
Despite the advantages of CBCT images with respect to the greater amount of information obtained with less inconvenience to the patient and the freedom to navigate the reconstructed images, the dose of radiation used is three to seven times higher than the dose used during common intraoral examinations [Ludlow et al., 2006; Valizadeh et al., 2012]. Taking the ALARA (As Low As Reasonably Achievable) principles into account, CBCT should not be the first choice of imaging modality for caries diagnosis, especially for incipient lesions. CBCT scans should only be used if conventional imaging does not provide enough diagnostic information [Park et al., 2011]. However, if a CBCT scan is requested prior to
implant placement, for instance, it may help to detect caries in teeth near the region of interest [Belem et al., 2013]. Considering our experimental conditions and results, it is fair to conclude that CBCT images appears to perform similarly to intraoral radiography in terms of detecting demineralization under restorations. However, the voxel size and the type of restorative material seem to influence its performance.
AUTHOR CONTRIBUTIONS
Conception and design of study: MDF Belem, SL Sousa Melo. Acquisition of data: MDF Belem, SL Sousa Melo, CPM Tabchoury. Analysis and/or interpretation of data: MDF Belem, SL Sousa Melo, F Haiter-Neto. Drafting of the manuscript: MDF Belem, SL Sousa Melo. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: CPM Tabchoury, F Haiter-Neto. Approval of the version of the manuscript to be published: MDF Belem, SL Sousa Melo, CPM Tabchoury, F Haiter-Neto.
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2 ARTIGO:
Tomografia Computadorizada de feixe cônico e radiografia
digital no diagnóstico de lesões cariosas recorrentes induzidas
artificialmente
Manuella Dias Furtado Belem1 Saulo Leonardo Sousa Melo2
Cinthia Pereira Machado Tabchoury3 Francisco Haiter-Neto1
1
Departmento de Diagnóstico Oral, Área de Radiologia Oral, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Universidade de Campinas, Piracicaba, São Paulo, Brasil.
2
Departmento de Patologia Oral, Radiologia e Medicina, Universidade de Odontologia, Universidade de Iowa, Cidade de Iowa, Iowa, Estados Unidos.
3Departmento de Ciências Fisiológicas, Área de Bioquímica, Faculdade de Odontologia de
Piracicaba, Universidade de Campinas, Piracicaba, São Paulo, Brasil.
Palavras chave: Desmineralização dentária; diagnóstico por imagem; TCFC; radiografia digital.
Endereço: Manuella Dias Furtado Belém
Departamento de Diagnostico Oral, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Universidade de Campinas.
Av. Limeira 901, Box 52. Piracicaba, SP, Brasil CEP: 13414-903 Telefone: +55 (19) 2106 5327
INTRODUÇÃO
Cárie recorrente ou cárie secundária é definida como uma lesão de cárie que ocorre nas margens de restaurações, especialmente em áreas de aderência de placa bacteriana, como as margens cervicais das restaurações. Dificilmente apresentam-se na superfície oclusal, pois as margens dessas restaurações são mais fáceis de serem higienizadas. De fato, estima-se que cerca de 50 a 60% das restaurações são substituídas em virtude de recorrência de carie (Mjör e Toffenetti, 2000).
Radiografias intraorais, sejam elas convencional ou digital, em conjunto com o exame clinico são os métodos mais utilizados para o diagnóstico de lesões de cáries. Entretanto, radiografias intraorais apresentam limitações por serem bidimensionais (2D), dependerem de angulações verticais e horizontais corretas, e apresentarem sobreposição de estruturas (Akdeniz et al., 2006), esses métodos são considerados suficientemente práticos, econômicos e com baixa dose de radiação, sendo extremamente valioso para avaliação de lesões de cáries na rotina clínica (Ertas et al., 2014). Já a tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) apresenta uma reprodução em terceira dimensão (3D), sem sobreposição. As imagens por TCFC tem sido amplamente utilizada na odontologia moderna, dúvidas foram levantadas quanto a acurácia na detecção de lesões de caries. Não como um recurso primário para a avaliação de lesões de caries, mas considerando que o exame de TCFC seja adquirido por outras razões, é importante saber se o mesmo é seguro e eficiente para a avaliação de lesões de cáries.
Vários estudos analisaram a alta sensibilidade e especificidade da TCFC para a detecção de cáries oclusais, algumas vezes com mais acurácia que as radiografias intraorais (Young et al., 2009, Kamburoglu et al., 2010; Senel et al., 2010; Ertas et al., 2014; Krzyzostaniak et al., 2014). Entretanto, poucos estudos avaliando a TCFC como método de diagnóstico de lesões de cáries proximais, e menos ainda considerando a presença de restauração nessa região com avaliação de caries proximais recorrentes. Sabe-se que a presença de metal e outros materiais
radiopacos podem afetar na interpretação das imagens por TCFC devidos aos artefatos causarem pelo endurecimento do feixe de raios X e/ou subexposição do sensor.
Assim, o objetivo do presente estudo foi comparar o desempenho de imagens de TCFC e radiografia periapical digital no diagnóstico de desmineralização induzidas artificialmente sob restaurações de amálgama e resina composta.
MATERIAL E MÉTODOS
A presente pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Odontologia de Piracicaba, da Universidade de Campinas, sob o protocolo de número 126/2012 (Anexo).
Caracterização da amostra
Este estudo foi desenvolvido utilizando 33 dentes, sendo 2 pré-molares e 31 molares humanos, superiores e inferiores. Para serem incluídos na amostra, os dentes selecionados deveriam apresentar-se hígidos, com coroa completamente formada e dentro dos padrões anatômicos normais. As exodontias decorreram de indicações terapêuticas não relacionadas à presente pesquisa, como impactação/retenção dentária ou para correção ortodôntica. Após a desinfecção com glutaraldeido 2%, todos os dentes foram mantidos em solução salina. Os dois pré-molares e um molar foram selecionados para compor um phanton que simulava um quadrante posterior de uma dentição permanente, na qual o primeiro molar encontrava-se ausente. A posição correspondente ao primeiro molar era ocupada por um dos 30 molares restantes. Estes dentes, a princípio hígidos, foram preparados com restaurações classe II mesio-oclusais de amálgama e foram divididos em 2 sub-grupos de 15 dentes: grupo-controle e grupo infiltração, que passou por um processo de desmineralização abaixo do material restaurador. Após a aquisição de todas as modalidades de imagem em estudo, as restaurações de amálgama foram cuidadosamente substituídas por restaurações de resina composta, os dentes foram reposicionados no phanton, e novas imagens foram adquiridas. Uma descrição detalhada desses passos será fornecida na sequência.
Por fim, chegou-se à quatro grupos: (1) amálgama/controle (molares com restauração de amálgama sem desmineralização); (2) amálgama/infiltração (molares com desmineralização abaixo da restauração de amálgama); (3) resina/controle (molares com restauração de resina composta sem desmineralização); e (4) resina/infiltração (molares com desmineralização abaixo da restauração de resina composta).
Confecção dos preparos cavitários
Preparos cavitários foram confeccionados nos 30 molares selecionados da amostra. Esses dentes foram limpos, individualmente fixados em uma base de resina de poliestireno e suas superfícies proximais foram polidas com papel SiC 320 granulação sob água corrente (Politriz, AROTEC, São Paulo, Brasil) para expor uma área de superfície plana do esmalte, sem expor dentina. Então, cavidades classe II foram preparadas no terço médio da face mesial, usando brocas carbide nº 56 (KG Sorensen, Barueri, Brasil) em alta rotação, sob resfriamento ar/água. As pontas diamantadas foram descartadas a cada cinco preparos. Todos os preparos foram confeccionados 3 mm aquém da junção amelocementária, com as seguintes dimensões: 3 mm mesio-distalmente, 3 mm buco-lingualmente, e uma profundidade de 3 mm, mantendo todas as margens superficiais da cavidade em substrato de esmalte. Em seguida, os dentes foram armazenados em água destilada até o momento da restauração.
O controle das dimensões da cavidade foi possível por meio da utilização de um protótipo para preparo de cavidades, desenvolvido pelo laboratório de Dentistica da FOP/Unicamp. Este equipamento utiliza-se de parafusos micrométricos da plataforma de um microscópio óptico, onde uma turbina de alta rotação foi fixada no sistema de movimentação da platina. Isto permitiu o controle milimétrico do movimento da turbina.
Confecção das restaurações com amálgama de prata
As cavidades do grupo amálgama foram restauradas com liga de prata em cápsulas com alto teor de cobre Permite C - presa regular (SDI, São Francisco,
Estados Unidos). A manipulação foi realizada em amálgamador digital ultramat S (Dental Cremer, Cotia, Brasil) por 8 segundos. O amálgama foi levado à cavidade em pequenos incrementos e condensado com condensadores duflex tipo Ward nº 2 e nº 3 (SSWhite, Petrópolis, Brasil). Terminada a condensação, o excesso de amálgama foi removido com esculpidor duflex Hollenback 3S (SSWhite, Petrópolis, Brasil) e a restauração brunida com brunidor duflex nº 29 (SSWhite, Petrópolis, Brasil). Os dentes restaurados foram armazenados em água destilada e, decorridas 24 horas, o acabamento das restaurações foi feito com brocas multi-laminadas de carboneto de tungstênio em baixa rotação, com movimentos intermitentes e polidas sequencialmente com borrachas abrasivas (KG Sorensen, Barueri, Brasil).
Indução das desmineralizações
Quinze molares foram aleatoriamente selecionados e tiveram suas porções coronárias e radiculares revestidas com verniz para unhas ácido-resistente e de secagem rápida. Apenas uma área circular, de aproximadamente 7mm², na interface restauração/esmalte hígido na face mesial ficou exposta. Para induzir as desmineralizações, foi utilizada uma solução desmineralizante descrita por Argenta
et al. (2003). Esta solução foi composta por ácido acético à 0,05 M (pH 4,8), 1,12
mM de cálcio, 0,77 mM de fosfato e 0,03 ppm de flúor. Esta formulação foi feita misturando-se 4,29 ml de ácido acético concentrado, 286,8 mg de cloreto de cálcio di-hidratado (CaCl2.2H2O), 159,39 mg de fosfato de sódio monobásico
(NaH2PO4.H2O) e 0,45 ml do padrão de 100 ppm de flúor, obtendo-se uma mistura
homogênea. A proporção recomendada para uso foi de 2,0 ml da solução desmineralizante para cada 1 mm² de esmalte exposto. Como a área de esmalte exposta em cada dente media cerca de 7 mm², os dentes foram mantidos em recipientes plásticos individuais contendo 14 ml da solução, em estufa a 37ºC. De acordo com os períodos de desmineralização pré-estabelecidos para indução da desmineralização, a cada 15 dias até completar um total de 90 dias, os dentes foram retirados da solução para que esta fosse trocada, evitando a supersaturação da mesma.
