UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA
Gustavo Mattos Veras
FILTROS PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO CAUSADO PELO FENÔMENO BEAM HARDENING EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE FEIXE
CÔNICO:
IMPACTO NO DIAGNÓSTICO POR IMAGEM
Florianópolis 2020
Gustavo Mattos Veras
FILTROS PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO CAUSADO PELO FENÔMENO BEAM HARDENING EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE FEIXE
CÔNICO:
IMPACTO NO DIAGNÓSTICO POR IMAGEM
Trabalho apresentado à Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito para a conclusão do Curso de Graduação em Odontologia.
Orientador: Prof. Dr. Márcio Corrêa
Florianópolis 2020
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor, através do Programa de Geração Automática da Biblioteca Universitária da UFSC
Veras, Gustavo Mattos
Filtros para Redução de Artefato causado pelo Fenômeno Beam Hardening em Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico : Impacto no Diagnóstico por Imagem / Gustavo Mattos Veras ; orientador, Márcio Corrêa, 2020.
25 p.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2020.
Inclui referências.
1. Odontologia. 2. Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico. 3. Artefato. 4. Filtro. 5. Beam Hardening. I. Corrêa, Márcio. II. Universidade Federal de Santa Catarina. Graduação em Odontologia. III. Título.
Gustavo Mattos Veras
FILTROS PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO CAUSADO PELO FENÔMENO BEAM HARDENING EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE FEIXE
CÔNICO:
IMPACTO NO DIAGNÓSTICO POR IMAGEM
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para obtenção do título de cirurgião-dentista e aprovado em sua forma final pelo Departamento de Odontologia da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 20 de julho de 2020. Banca Examinadora: ________________________ Prof., Dr. Márcio Corrêa,
Orientador
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Prof.ª, Dr.ª Carla D’Agostini Derech Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Dr.ª Letícia Ruhland
Universidade Federal de Santa Catarina
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais, Beatriz e Tácio, por todo amor e dedicação na minha criação. Minha família, mesmo que não participando diretamente deste trabalho, estiveram ao meu lado em todos os momentos de alegrias, tristezas, amor e união. Cada um tem um papel muito importante na minha vida: Genovêncio, Silvio, Silvia, Arthur, Raquel e Bruno. Ao meu irmão Otávio, colega de profissão, agradeço pela paciência, pelo companheirismo e por estar sempre presente quando preciso. Você sempre será uma inspiração de ser humano e profissional.
Agradeço em especial a minha querida e sempre presente avó Alzira, que me incentivou, motivou e ajudou não só a entrar na faculdade, mas a tomar sempre as melhores escolhas na minha vida. Que sempre foi, e ainda é a base de tudo, da minha estrutura familiar, dos meus estudos, das minhas escolhas, das minhas alegrias, dos meus valores e das minhas convicções. Ao meu primo Rodrigo Passoni, agradeço por ser uma inspiração profissional e familiar. Espero que o futuro nos traga muito trabalho, experiência e conhecimento.
Agradeço também ao meu orientador, professor Márcio Corrêa, por sua paciência e auxílio na elaboração deste trabalho.
Agradeço a minha dupla Camilla, pela convivência diária, pela amizade e pelos ensinamentos divididos e por tantas vezes ter me ajudado a enfrentar da melhor maneira, problemas do dia a dia clínico.
Aos meus amigos da UFSC, Heron, João, Fernanda, Maria Luiza, Bárbara, Naiara e Bruna agradeço por toda parceria, ajuda e conselhos. Vocês são o presente que a faculdade trouxe para a minha vida, por todos os momentos que passamos juntos nessa jornada, cada risada dividida e dificuldade superada me fizeram crescer como pessoa.
Agradeço também aos meus amigos Giullia, Jullyana, Mariah, Vitor, Victor Guilherme, Julia, Beatriz, Ana, Maria Eduarda, Isadora, Giovanna, Ismael, Isabela, Maria Luiza, Marcela e Marjorie, que não são colegas do curso, mas que são companheiros da minha jornada na vida há muitos anos. Cada um tem seu jeito, mas todos têm uma forma de me fazer sorrir e me sentir acolhido. Foi graças a todo o incentivo que recebi durante estes 5 anos que hoje posso celebrar este marco na minha vida.
RESUMO
Desde o final da década de 90, foi observado um avanço diagnóstico em Odontologia, quando adotada a Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC). Porém, esta técnica apresenta algumas limitações que podem comprometer a acurácia do diagnóstico. Uma das principais causas de degradação das imagens são os artefatos, originados de diversos fatores, podendo destacar o fenômeno beam hardening (BH). Este estudo, realizou uma revisão de literatura para destacar o impacto do fenômeno BH no diagnóstico em diferentes áreas da Odontologia, além de avaliar as ferramentas disponíveis atualmente para a redução dos mesmos. Foram utilizados os descritores “tomografia computadorizada de feixe cônico”, “artefato”, “filtro” e “beam hardening”. Os artigos foram selecionados conforme a data de publicação, considerando do ano de 2009 até 2019. Os resultados mostraram uma grande interferência dos artefatos em questão de diagnóstico e detecção de lesões especificas. Muitos softwares disponíveis em tomógrafos para fazerem a leitura dos artigos DICOM, disponibilizam uma Ferramenta para Redução de Artefato Metálico (FRAM), porém apesar de melhorarem a qualidade das imagens, não há diferença significativa na capacidade diagnóstica. Um novo software disponível atualmente, traz perspectivas muito positivas para redução de artefatos, interpretação de imagens e melhora na acurácia e previsibilidade diagnóstica em exames de TCFC.
Palavras-chave: tomografia computadorizada de feixe cônico; artefato; filtro; beam hardening.
ABSTRACT
Since the end of the 90's, a diagnostic advance in Dentistry has been observed, when Cone Beam Computed Tomography was adopted. However, this technique has some limitations that can compromise the accuracy of the diagnosis. One of the main causes of images degradation are the artifacts, originated from several factors, which can highlight the beam hardening phenomenon (BH). This study carried out a literature review to highlight the impact of the BH phenomenon on diagnosis in different areas of Dentistry, in addition to evaluating the tools currently available for their reduction. The keywords "cone beam computed tomography", "artifact", "filter" and "beam hardening" were used. The articles were selected according to the date of publication, considering the year 2009 to 2019. The results showed a great interference of the artifacts in terms of diagnosis and detection of specific lesions. Many software available on tomography scanners that read DICOM articles, offer a tool called Metal Artifact Reduction, however despite improving the quality of the images, there is no significant difference in the diagnostic capacity. A New software currently available brings very positive perspectives for reducing artifacts, interpreting images and improving diagnostic accuracy and predictability in Cone Beam Computed Tomography exams.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BH Beam Hardening
DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine FOV Field of View
FRAM Ferramentas de Redução Para Artefato Metálico TC Tomografia Computadorizada Convencional
TCFC Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico USA Estados Unidos da América
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 9 1.1 OBJETIVOS ... 11 1.1.1 Objetivo Geral ... 11 1.1.2 Objetivos Específicos ... 11 2 REVISÃO DE LITERATURA ... 12
2.1 IMPACTO DO FENÔMENO BEAM HARDENING NO DIAGNÓSTICO EM ODONTOLOGIA ... 12
2.2 MANIPULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO DO TIPO CUPPING ... 13
2.3 MANIPULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO DO TIPO ESTRIAS HIPERDENSAS E HIPODENSAS ... 16
2.4 MANIPULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO DO TIPO HALO HIPODENSO E ESTRIAS HIPODENSAS ... 17
2.5 NOVA PERSPECTIVA EM MANIPULAÇÃO DE IMAGEM ... 18
3 DISCUSSÃO ... 19
4 CONCLUSÃO ... 22
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1 INTRODUÇÃO
Desde sua inclusão na odontologia em 1998, a Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC) possibilitou a aquisição de imagens tridimensionais em alta resolução dos arcos dentais e um baixo índice de radiação comparado a Tomografia Computadorizada Convencional (TC), garantindo uma mensuração mais precisa das estruturas dentomaxilofaciais, um baixo custo, e rápida reprodução de imagem (OMAR et Al. 2018).
Uma vantagem do exame de TCFC é a capacidade de as imagens serem manipuladas para melhorar a visualização de estruturas anatômicas e lesões. (BUENO, et al. 2018). Outra vantagem é que as imagens da TCFC podem ser exportadas em formato de arquivo DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine).
Quando comparada as técnicas de radiografia periapical e panorâmica, a TCFC mostra uma maior precisão no diagnóstico, e vem se popularizando em diversas especialidades da Odontologia: Endodontia, Cirurgia, Implantodontia, Ortodontia, Periodontia e Disfunções Temporo Mandibulares (BUENO et al. 2018).
Apesar de ser um método muito utilizado atualmente para análise de imagens tridimensionais, uma desvantagem desta técnica se caracteriza pelas limitações relacionadas a qualidade da imagem, muitas vezes degradadas devido a presença de artefatos (OMAR et Al. 2018).
Os artefatos, por sua vez, são estruturas que não estão presentes no objeto examinado, mas sim visualizados na reconstrução dos dados. São induzidos pela discrepância entre as condições físicas da TCFC e a composição, posição e comportamento do objeto em estudo, além da diferença nos dados matemáticos utilizados para a reconstrução tridimensional (BARBOSA et al. 2015).
Em dentes onde as raízes são preenchidas com materiais muito densos, como núcleos metálicos, materiais obturadores ou implantes, artefatos podem aparecer nas imagens tomográficas, aumentando a dificuldade de interpretação do exame (BARBOSA et al. 2015). A existência de metal na cavidade oral, aumenta a susceptibilidade da ocorrência do artefato (ESMAEILI et al. 2012).
Uma causa comum da ocorrência de artefatos, é o fenômeno BH. Quando o feixe de raio-x interage com um material muito denso, os fótons de baixa energia são mais absorvidos comparado aos fótons de alta energia (ESMAEILI et al. 2012).
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Este trabalho objetiva fazer um levantamento bibliográfico relacionado as ferramentas atualmente disponíveis, para manipulação das imagens tomográficas por meio de filtros, para minimizar os efeitos do artefato causado pelo fenômeno BH.
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1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo Geral
Apresentar o uso dos filtros existentes para redução de artefato causado pelo fenômeno BH no diagnóstico em TCFC.
1.1.2 Objetivos Específicos
Apresentar a influência de artefatos provenientes do efeito BH na previsibilidade e acurácia de diagnóstico em imagens de TCFC.
Compreender as atuais limitações diante dos softwares existentes para manipulação de imagens de TCFC.
Tratar sobre um novo software com uma grande relevância clínica para o diagnóstico de imagens de TCFC.
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2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 IMPACTO DO FENÔMENO BEAM HARDENING NO DIAGNÓSTICO EM ODONTOLOGIA
Desde sua incorporação à Odontologia, o exame de TCFC vem sofrendo muitos avanços tecnológicos. Quando comparada a Tomografia Computadorizada (TC), sua dose de radiação é menor e sua qualidade de imagem é melhor, sendo possível diferenciar estruturas dentais como esmalte; dentina; cavidade pulpar e osso alveolar (BUENO, et al. 2018).
A técnica de aquisição de imagem da TCFC é muito sensível, diversos fatores podem interferir na qualidade final da imagem, dentre eles podemos citar: posição e estabilização do paciente; tamanho de voxel; tamanho de “field of view” (FOV); regulação de miliamperagem e kilovoltagem; densidade das estruturas craniofaciais; presença e quantidade de materiais densos na cavidade oral (BUENO, et al. 2018).
Apesar de ser uma importante técnica radiográfica para diagnóstico em odontologia, uma das maiores desvantagens da TCFC são os artefatos, estes são a causa principal de degradação da qualidade das imagens e podem até torna-las inutilizáveis. Quando o paciente tem, na cavidade oral, materiais com alta densidade, como: próteses metálicas, restaurações de amálgama, ou implantes, os artefatos são produzidos pelo efeito BH, quando o raio x atravessa pelo objeto e os fótons de baixa energia são absorvidos mais que os fótons de alta energia (ESMAEILI et al. 2012).
Quando o feixe de raio-x encontra um objeto de alta densidade, fótons de menor energia são absorvidos pela estrutura no lugar de fótons de maior energia, aumentando assim a intensidade do feixe de raio-x. Este fenômeno é chamado de BH (endurecimento do feixe) (DURAK et al. 2012).
O efeito BH é o tipo mais comum de artefato e pode se apresentar de várias maneiras como: cupping, halo hipodenso (hypodense halo), faixas hiperdensas ou hipodensas (hyperdense e hypodense streaks). O efeito cupping é representado pela distorção do material hiperdenso, o halo hipodenso é visto como uma área escura entre dois materiais densos e as faixas hiperdensas e hipodensas são estrias originando-se do material e formando uma forma de “leque” (VASCONCELOS et al. 2015).
Uma preocupação inicial na prática endodôntica, é a presença de núcleos intracanais ou material obturador, que causam artefato, o que pode limitar a interpretação das imagens e
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induzir erros diagnósticos (BUENO, et al. 2018). Na implantodontia, é preciso de imagens com grande qualidade para realizar o planejamento do tratamento (ESMAEILI et al. 2012).
Com objetivo de avaliar a discrepância da medição de materiais obturadores em imagens de TCFC, com os espécimes reais, Decurcio et al. (2012) preparou endodonticamente 72 dentes humanos (superiores anteriores). Estes dentes foram divididos em 8 grupos de acordo com o material obturador (Sealapex, Sealapex+guta-percha points, Sealer 26, Sealer 26+guta-percha points, Grossman Sealer e Grossman Sealer+guta-percha points). Após isso, estes dentes foram submetidos a uma tomada de TCFC (i-CAT Cone Beam tridimensionais Imaging System (Imagin Sciences International, Hatfield, PA, USA) posicionados em um balde com água para simular tecido mole. Foram seccionados em cortes axial, coronal e sagital. Então, os estudiosos mediram a espessura dos materiais obturadores, tanto nas imagens de TCFC, quanto nas espécies dos dentes seccionados. Os valores obtidos na medição da espessura do material obturador nas imagens de TCFC foi maior quando comparado as espécies originais dos dentes.
Com o mesmo objetivo, porém com pinos intra-canal, Estrela et al. (2011) preparou 45 dentes humanos (anteriores superiores) para serem avaliados, e utilizou o mesmo método do estudo acima. Foram divididos em 5 grupos de acordo com o tipo de pino a ser utilizado (Glass- Fiber Post, Carbon Fiber Root Canal, Pre-fabricated Post – Metal Screws, Silver Alloy Post e Gold Alloy Post). Após isso, estes dentes foram submetidos a uma tomada de TCFC (i-CAT Cone Beam tridimensionais Imaging System (Imagin Sciences International, Hatfield, PA, USA) e posicionados em um balde com água para simular tecido mole. Foram seccionados em cortes axial, coronal e sagital. Após as medições dos espécimes originais e das imagens de TCFC, também se concluiu que os valores obtidos nas imagens de TCFC são maiores quando comparados aos espécimes originais.
Atualmente existe uma grande quantidade de softwares que leem arquivos DICOM e que disponibilizam ferramentas úteis nas diversas áreas da odontologia, como ampliação, ajustes visuais (escala de cinza, níveis de brilho e contraste), inserção de anotações e mensurações, assim como reconstruções tridimensionais (PATEL et al., 2007).
Os aparelhos tomográficos atuais, contam com FRAM para reduzir artefatos provenientes em sua maioria pelo efeito BH. Estas contam com algoritmos específicos para minimizar a expessão dos mesmos na imagem (BECHARA et al. 2013).
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O efeito cupping, assim chamado pelo formato de “taça” que seu gráfico apresenta, ocorre pela variação da escala de cinza que compõe o objeto, ou seja, ocorre quando raios X que atravessam o centro de um objeto se tornam mais duros do que os que passam através das bordas devido à grande quantidade de material que o feixe atravessa (HUNTER et al., 2012).
Em seu estudo, HUNTER et al. (2012) desejou demonstrar e corrigir o efeito BH, pelos artefatos do tipo cupping. Para isto, utilizou um cilindro de alumínio (6061) e o expôs a uma tomada de TCFC no aparelho “Planmeca Promax tridimensionais CBCT”. O estudo utilizou um perfil de níveis de cinza usando “ImageJ software (National Institutes of Heath, Bethesda, MD)”. Os artefatos do tipo cupping, acontecem por razões de erros não lineares, que contribuem com a não uniformidade da escala de cinza, pois seus dados não são incluídos na matemática de reconstrução de imagem. Uma maneira de reduzir o efeito cupping, seria pré filtrar o feixe de raio-x podendo escolher o material a ser exposto com um adequado número atômico, densidade e espessura. Foi analisado que o elemento cobre, tem um número atômico e uma energia de ligação específica que pode ser benéfica para remover as porções de baixa energia do raio-x. O cilindro de alumínio então foi exposto a TCFC com filtro de alumínio, junto com uma porção do filtro de cobre. Foi notado que a imagem que foi adicionada um filtro de cobre, reduziu em 17% o efeito cupping, concluindo que a aplicação do filtro de cobre junto ao filtro de alumínio, aumenta a homogeneidade da escala de cinza, removendo os fótons de baixa energia, reduzindo assim o efeito BH.
Um estudo da influência de filtros para melhorar o diagnóstico de fraturas radiculares transversais comparou a acurácia de imagens filtradas com as originais (WENZEL et al. 2009). Os pesquisadores concluíram que o filtro “Angio Sharpen” se mostrou melhor quando comparado com o filtro “Sharpen” e as imagens originais.
Para avaliar a influência de um FRAM na detecção de problemas peri-implantares em imagens de TCFC, De-Azevedo-Vaz et al. (2016) realizou um estudo onde cem implantes foram colocados em uma costela bovina depois de serem realizadas defeitos semelhantes a fenestrações e deiscência óssea. As tomadas tomográficas foram feitas com o aparelho Picasso Trio device (E-WOO Technology, Giheung-gu, Korea). Apesar de melhorar minimamente a distorção do implante nas imagens, não houve diferença significativa no diagnóstico dos defeitos peri-implantes diante do uso do FRAM.
Com o objetivo de avaliar o filtro para redução de artefato disponível no aparelho tomográfico ORTHOPANTOMOGRAPH OP300 (Instrumentarium Dental, Tuusula, Finland) e investigar sua capacidade de otimizar a escala de cinza em imagens adquiridas em regiões reabilitadas com implantes, Parsa et al. (2014) instalaram 20 implantes em mandíbulas secas
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edêntulas que foram escaneadas por um aparelho de TCFC. As imagens produzidas foram divididas em 3 categorias: locais de implantes perfurados, porém sem implantes; implantes inseridos com aplicação de filtro e implantes inseridos sem aplicação de filtro. Não houve resultado positivo quanto a melhora da qualidade de imagem, e redução do artefato quando aplicado o filtro.
E. SILVA et al. (2017) Avaliou a aplicação de dois filtros com ações distintas (um filtro de nitidez “Sharpen” e um filtro intensificador “Hard”) no diagnóstico de fraturas radiculares em dentes preenchidos com núcleos metálicos. Foram tratados endodonticamente 40 dentes e 20 receberam núcleos metálico, destes, 10 dentes com núcleo e 10 dentes sem núcleos foram submetidos a uma fratura vertical de raiz (FVR). A tomada tomográfica foi feita através do aparelho i-Cat Next Generation (Imaging Sciences International, Hatfield, PA) e 3 tipos de imagens foram feitas: sem nenhum filtro, com o filtro “Sharpen” e com o filtro “Hard”. Embora tenha havido mais acurácia no diagnóstico dos dentes sem núcleo metálico, o uso dos filtros não interferiu na detecção das FRV.
Neves et al. (2014) desejou avaliar a influência de filtros para redução de artefato presentes no aparelho Accuitomo 170 CBCT (J. Morita Mfg Corp, Kyoto, Japan), na presença de diferentes materiais intracanais. A amostra consistia em 30 dentes uniradiculares: 10 submetidos a fraturas radiculares completas; 10 submetidos a fraturas radiculares incompletas e 10 hígidos, formando o grupo controle. Os dentes foram aleatoriamente preenchidos com materiais intracanais de guta-percha, pino de fibra de vidro, núcleo metálico e sem nenhum material. Então, as imagens foram tratadas com os filtros: high-resolution, highfidelity, high-
speed, e standard e avaliadas por 5 examinadores. As fraturas radiculares completas foram
visualizadas mais facilmente em comparação as incompletas. O efeito BH, presente nas imagens dos dentes preenchidos com guta-percha e núcleo metálico, dificultou o diagnóstico e os filtros aplicados não apresentaram diferença significativa na detecção de fraturas completas. Porém, na presença de fraturas incompletas, os filtros high-fidelity, high-
resolution, e standard obtiveram uma maior acurácia.
Nascimento et al. (2014) comparou a aplicação de oito filtros diferentes em imagens de TCFC para avaliação de fraturas radiculares longitudinais. (Sharpen Mild, Sharpen Super Mild, S9, Sharpen, Sharpen 3 × 3, Angio Sharpen Medium 5 × 5, Angio Sharpen High 5 × 5 and Shadow 3 × 3) em 40 dentes posteriores tratados endodônticamente, sendo 20 submetidos a fratura radicular. Como resultado, não foi notada nenhuma diferença estatisticamente significativa do efeito dos filtros para melhorar o diagnóstico desta lesão. Porém, estes filtros aparentam melhorar a capacidade diagnóstica para fraturas radiculares longitudinais.
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Em sua revisão, Jaju et al. (2013), concluiu que os filtros convencionais de alumínio, são menos eficazes quando comparados a filtros de outros metais com número atômico maior, como: cobre, ferro e latão para redução do efeito cupping em pacientes com presença de metal na cavidade oral.
2.3 MANIPULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO DO TIPO ESTRIAS HIPERDENSAS E HIPODENSAS
É comum em pacientes com presença de materiais muito densos na cavidade oral, ocorrer artefatos que se apresentam em estrias hipodensas e hiperdensas, originando-se do metal gerando uma forma de “leque” (NARDI et al., 2015). Estas podem ser causadas pelo fenômeno BH e por photon starvation (desvio da trajetória dos fótons do seu caminho original ao encontrar um material denso) (VASCONCELOS et al., 2015).
Bechara et al. (2012) avaliaram a eficácia de um filtro para redução de artefato metálico disponível no tomógrafo Picasso Master tridimensionais (Vatech, Hwaseong, Republic of Korea). Realizou- se vinte tomadas tomográficas sob uma peça de resina epóxi inserida em um balde com água, onde dez das peças continham uma pérola metálica em seu interior, e dez continham somente resina. Nas peças livres de metal, não foram encontrados artefatos, porém nas peças com metal, os artefatos estiveram presentes, sendo usado o filtro para redução de artefato metálico. O filtro melhorou a qualidade da imagem e recuperou o contraste do controle da escala de cinza.
O estudo de de-Azevedo-Vaz et al. (2016), mencionado anteriormente, avaliou a interferência da utilização do FRAM disponível no aparelho Picasso Trio device (E-WOO Technology, Giheung-gu, Korea) na detecção de defeitos peri-implantares. Foi notado uma redução na ocorrência de estrias hiperdensas, porém não interferiu significativamente no diagnóstico das lesões.
Para avaliar a acurácia da redução de artefato metálico em imagens de TCFC no diagnóstico de defeitos periodontais e peri-implantares, Kamburoglu et al. (2016) ultilizou uma amostra de 42 implantes inseridos em mandíbulas edêntulas e 38 dentes em mandíbulas secas. Então, simulou-se defeitos peri-implantares e defeitos periodontais na amostra, deixando 20 implantes e 18 dentes como grupo controle. As imagens foram obtidas utilizando o tomógrafo Planmeca tridimensionais Max (Planmeca, Helsinki, Finland). Estas foram tratadas com e sem o filtro para redução de artefato metálico e foram avaliadas por 6 profissionais. Não houve diferença na capacidade diagnóstica das lesões, porém os defeitos peri-implantares apresentaram maior dificuldade de detecção quando comparados com os defeitos periodontais.
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No estudo Neves et al. (2014) mencionado anteriormente, os dentes com presença de núcleo intracanal apresentaram uma grande degradação da imagem devido ao artefato metálico, e a aplicação dos filtros high-resolution, highfidelity, high-speed, e standard não alcançou diferenças significativas no aumento da qualidade de imagem.
Bezerra et al. (2015) verificaram a influência dos filtros para redução de artefato na qualidade da imagem e no diagnóstico de fraturas radiculares em dentes com pino metálico intracanal. O filtro para redução de artefato apenas melhorou a qualidade da imagem, mas essa redução não foi suficiente para interferir no diagnóstico de fraturas radiculares em dentes que possuem pino metálico intracanal.
Queiroz et al. (2017) buscou demonstrar o efeito da FRAM presente no tomógrafo Picasso Trio CBCT unit (Vatech, Hwaseong, Republic of Korea) sob diferentes materiais intracanais. Foram feitas 3 amostras constituídas por 1 cilindro, cada um deste continha uma liga de diferente composição: amálgama dental, guta-percha e alumínio-cobre. Foi notada a diminuição das estrias hiperdensas nos cilindros de amálgama e alumínio-cobre, porém no cilindro de guta-percha não foi notada diferença significativa.
2.4 MANIPULAÇÃO PARA REDUÇÃO DE ARTEFATO DO TIPO HALO HIPODENSO E ESTRIAS HIPODENSAS
Um tipo de artefato produzido pelo efeito BH, se caracteriza pelo aparecimento de raios e faixas escuras entre dois objetos densos (halo e estrias hipodensas). (REZENDE et al. 2016). O halo hipodenso ocorre com mais frequência em reproduções sagitais e coronais, enquanto as estrias hipodensas em reconstruções axiais. (SCHULZE et al., 2011)
No estudo de Queiroz et al. (2017) mencionado acima, a FRAM presente no tomógrafo Picasso Trio CBCT unit (Vatech, Hwaseong, Republic of Korea) foi capaz de reduzir também as áreas hipodensas ao redor dos cilindros dos metais de amálgama e alumínio-cobre.
A presença destes fenômenos pode levar a resultados falsos, podendo simular uma fratura radicular não existente, ou mascarando uma fratura real (E. SILVA et al. 2017). Casos falso negativos podem levar a sintomatologia como: dor, edema, exsudação, perda óssea e formação de abcesso. Por outro lado, casos falso positivos podem levar a cirurgias exploratórias ou extrações desnecessárias (REZENDE et al. 2016).
Para pacientes com algum tipo de metal na cavidade oral, quando se trata do artefato tipo halo hipodenso e estrias hipodensas, por mais que seus efeitos sejam minimizados após
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aplicação de FRAM e haja um aumento da qualidade de imagem, ainda existe uma perda de detalhe na interface metal-tecido devido ao efeito cupping (JAJU et al. 2013).
2.5 NOVA PERSPECTIVA EM MANIPULAÇÃO DE IMAGEM
Em seu estudo, Bueno et al. (2018) analisou as atuais limitações da TCFC e o potencial de um novo software (e-Vol DX, CDT- Brazil) em superar estes aspectos e apoiar o diagnóstico, planejamento e gerenciamento dos casos. Este método de imagem fornece imagens de alta resolução e a capacidade de aplicação de filtros de imagem e manipulação de brilho e contraste. Foram notados resultados como a reconstituição de vários detalhes anatômicos, quais sejam: ramificações, canais laterais, forame apical quando aplicado o software e-Vol DX.
O software e-Vol DX possui uma série de recursos para melhorar a qualidade da imagem e consegue ler arquivos DICOM de diferentes aparelhos tomográficos. Grande parte dos softwares existentes trabalham com uma dynamic range (escala de cinza) limitada, sub- ultilizando os dados coletados pela tomada tomográfica. Com o software e-Vol, a escala de cinza é preservada, podendo ser feitas alterações nas partes escuras e nas partes claras da imagem. Além disso, este software captura imagens de resolução de 192 dpi até 384 dpi, tendo 4 a 16 mais pixels quando comparado a softwares existentes, os quais capturam imagens na resolução de 96 dpi (BUENO, et al. 2018).
Até este momento, a escala de cinza disponível nos softwares para leitura de arquivos DICOM contém 8 níveis, em contrapartida o filtro “Sharp” do software e-Vol DX apresenta uma escala de cinza com 100 níveis. Consequentemente, o contraste produzido pelo acúmulo de tons de branco, chamado blown highlights, é reduzido e a qualidade da imagem é melhorada, facilitando a visualização das estruturas detalhadas. Os blown highlights podem mascarar detalhes como uma fratura radicular, perfurações e canais laterais, o que pode induzir a erros diagnósticos (BUENO, et al. 2018).
Quanto menor a espessura do corte da imagem, mais ruído estará presente. A maioria dos softwares para análise de arquivos DICOM tem uma espessura pré-definida, consequentemente, detalhes pequenos podem ser perdidos. Com o software e-Vol DX, o profissional pode escolher livremente a espessura do corte sem perder qualidade de imagem, visto que pode ser aplicado um filtro para redução dos ruídos, preservando a alta qualidade da imagem (BUENO, et al. 2018).
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3 DISCUSSÃO
A maior limitação do exame de TCFC é a degradação quando na imagem, devido a presença de artefatos. Estes, podem se apresentar de várias formas e com causas distintas, a literatura os classifica de diversas maneiras e nomenclaturas (ESMAEILI et al.,2012; HUNTER et al., 2011; JAJU et al., 2013; VASCONCELOS et al., 2014;). Este estudo, destaca como principal causador de artefato o fenômeno BH, originado quando há presença de materiais muito densos na área a ser trabalhada.
Os estudos de Decurcio et al. (2012) e Estrela et al. (2011) demonstram a relevância do artefato formado pelo efeito BH, quando nas imagens de TCFC, tanto o material obturador, quanto os pinos intracanal, aparentam ser mais espessos do que realmente são, podendo levar a erros diagnósticos e de planejamento. Além disso, o efeito BH apresentado, tem possibilidade de estar mascarando alguma condição importante para o diagnóstico do caso, como por exemplo canais laterais, perfurações ou fraturas de raiz.
Uma grande discussão presente na literatura se trata da indicação do exame radiográfico para detecção de fraturas radiculares em dentes com presença de núcleo metálico intracanal. A imagem tomográfica é degradada pelos artefatos, e as ferramentas de manipulação para redução dos mesmos, não se mostram, em sua maioria, eficientes para influenciar na detecção das lesões. Muitos profissionais optam pela radiografia periapical, que apesar de ser bidimensional, traz boa qualidade de imagem, menor dose de radiação, mais fácil aquisição e menor custo (E SILVA et al., 2017; NEVES et al., 2014; MELO et al., 2013).
Além de ser uma aliada na inspeção de fraturas radiculares e em casos endodônticos, a TCFC é importante no planejamento e acompanhamento de implantes. A área de maior interesse para esse caso, é a interface metal-tecido, nela pode-se analisar se houve osseointegração ou não, ou seja, sucesso ou insucesso do tratamento. Esta área é prejudicada com a presença do fenômeno BH, podendo destacar artefatos tipo cupping (promove a distorção do implante, aumentando seu diâmetro), halo hipodenso (tem a capacidade de mascarar algum detalhe) e estrias hipodensas e hiperdensas (causam interferência na área de interesse).
Atualmente, os softwares para leitura de arquivos DICOM possuem algorítimos específicos para redução de artefatos metálicos, chamados de FRAM. Esta forma de manipulação, trata como artefato metálico todas as formas de degradação de imagem provenientes de interações do feixe de raio-x com materiais densos. Dentre elas, podemos citar o efeito cupping, halo hipodenso, estriais hipodensas e estrias hiperdensas (que podem se
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originar também devido ao fenômeno photon starvation). Quando aplicado o filtro, não há diferenciação no tipo de artefato que desejamos minimizar, e sim, de uma forma geral, artefatos causados pela presença de metal (ESMAEILI et al.,2012; JAJU et al., 2013; VASCONCELOs et al., 2014;).
As FRAM analisadas nos estudos de: Wenzel et al. (2009) De-Azevedo-Vaz et al. (2016); Parsa et al. (2014); E Silva et al. (2017); Neves et al. (2014); Nascimento et al. (2014); Bezerra et al. (2015) e Kamburoglu et al. (2016), apesar de apresentarem uma melhora na qualidade da imagem, não demonstraram interferência significativa na capacidade diagnóstica de lesões de fraturas radiculares, periodontais e endodônticas. Pesquisas são necessárias para evoluir a tecnologia dos algorítmos presentes em sistemas tomográficos, com a finalidade de promover uma diferença na previsibilidade do diagnóstico e incentivar o uso das imagens tomográficas na clínica.
Nos estudos de Hunter et al. (2012); Jaju et al. (2013); Bechara et al. (2012) e Queiroz et al. (2017) temos uma perspectiva mais positiva sobre o efeito da aplicação de FRAM sobre imagens tomográficas. Os softwares existentes, tendem a utilizar um filtro de alumínio para reduzir os artefatos produzidos por materiais metálicos, notou-se, assim, que ao utilizar um filtro de metal com número atômico maior, por exemplo, o cobre, há um melhor efeito na redução dos agentes degradantes da imagem. Se tratando de artefatos tipo cupping, halo hipodenso e estrias hiperdensas e hipodensas, estes estudos revelaram uma diminuição na expressão dos mesmos.
Quanto maior o número atômico do material, ou seja, quanto maior a sua densidade, uma maior expressão de artefatos estará presente. Atualmente, não existem diferentes tipos de FRAM para diferentes tipos de materiais. No estudo de Queiroz et al. (2017) o material intracanal de guta percha, não sofreu alterações quando aplicada a FRAM, diferenciando-se dos materiais de amálgama e alumínio-cobre, os quais sofreram uma diminuição da expressão de artefatos. Isto pode ser explicado pelo fato do guta-percha ter uma densidade menor e expressar uma quantidade menor de artefatos, porém que ainda interferem na capacidade diagnóstica. Diferentes FRAM deveriam ser desenvolvidas para diferentes tipos de material, abrangendo materiais de densidade intermediária e número atômico alto.
O estudo de Bueno et al. (2018), traz à tona os artefatos de contraste branco (blown
highlights), estes são representados pelo acúmulo de tons de branco em uma imagem, podendo
ser relacionados ao efeito cupping. Com a finalidade de melhorar a diferenciação dos tecidos, os softwares presentes nos aparelhos de TCFC apresentam uma função de aumentar o contraste, isto é, diminuir os valores da escala de cinza, consequentemente aumentando os tons de branco.
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Esta manipulação, apesar de auxiliar na visualização de diferentes tecidos da cavidade bucal, minimiza o detalhe fino de estruturas próximas a materiais densos, propensos a gerar o fenômeno BH (BUENO et al., 2018; HUNTER et al., 2012).
Na literatura, apresentam-se poucas ferramentas para redução do efeito halo hipodenso especificamente, esta se torna uma consequência da aplicação da FRAM nas imagens. Porém, assim como o efeito cupping pode distorcer a interface metal-tecido, o halo hipodenso também é capaz de mascarar detalhes entre duas aréas hiperdensas. Bueno et al. (2018) destaca o acúmulo de tons de branco nas estruturas, porém ao diminuir a escala de cinza, ocorre também um acúmulo de tons de preto, caracterizando o efeito halo hipodenso. Os efeitos cupping e halo hipodenso são minimizados com o filtro Sharp presente no software e-Vol DX.
No estudo de Bueno et. Al. (2018), podemos perceber que com a aplicação do filtro
Sharp, disponível no software e-Vol DX, a escala de cinza proveniente dos dados coletados na
tomada tomográfica é mantida. Este filtro mantém a escala de cinza entre 100 níveis, enquanto os softwares existentes disponibilizam uma escala com somente 8 níveis. Consequentemente, é possível observar detalhes minuciosos presentes em determinada área, podendo citar: canais laterais, perfurações, fraturas radiculares e até contar quantos cones de guta-percha estão presentes numa obturação de canal (BUENO, et al. 2018).
O desenvolvimento do sistema e-vol DX, traz uma perspectiva positiva para a área de diagnóstico em TCFC, seus recursos fornecem uma imagem de melhor qualidade, redução de artefato, redução de doses de radiação, capacidade de mensurações sub-milimétricas, ferramentas de navegação tridimensionais e capacidade de ler arquivos DICOM de diferentes sistemas tomográficos. Mais estudos sobre seus benefícios, usos e aplicações devem ser realizados para melhor se adequar na prática clínica (BUENO, et al. 2018).
O exame de TCFC atualmente é indicado somente para casos específicos que necessitam de uma visualização em tridimensionais das estruturas, uma vez que sua dose de radiação é mais alta comparado a uma simples radiografia periapical. Com o aumento das pesquisas, avanços tecnológicos dos aparelhos tomográficos podem acarretar evoluções como menores doses de radiação, imagens mais nítidas, melhores ferramentas de diagnóstico, entre outras. Consequentemente, este exame tem potencial para se popularizar tornando-se padrão ouro em diagnóstico, melhorando a previsibilidade e a tomada de decisão clínica.
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4 CONCLUSÃO
O fenômeno BH, causador mais comum de artefato e degradação de qualidade nas imagens de TCFC, tem uma grande influência no potencial diagnóstico de lesões como fraturas radiculares, perfurações e lesões peri-implantares. Porém, os filtros atualmente disponíveis para uso, apesar de melhorarem a qualidade das imagens, não causam diferenças significativas na acurácia do diagnóstico. O software e-Vol DX, criado em 2018 traz uma perspectiva positiva para manipulação de imagens tomográficas e evolução em diagnóstico. Mais pesquisas são necessárias para aumentar o uso de ferramentas para melhorar a qualidade de imagem e consequentemente, apoiar a tomada de decisão e enriquecer a previsibilidade do diagnóstico e
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