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Parution Lettre de la Stomatologie 40 - novembre 2008TRANSCRIPT
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IMAGERIE TRIDIMENSIONNELLE MAXILLO-FACIALE :INDICATIONS RESPECTIVES DU SCANNER ET DE LATOMOGRAPHIE « CONE-BEAM GRAND CHAMP »
Dr Bellaiche - Radiologue - Paris
Depuis l’apparition de la tomographie à faisceau conique (« cone beam »), les indications du scanner traditionnel (tomodensi-tométrie) ont été remises en question en ce qui concerne l’exploration du massif facial (1). Certains ont préconisé l’abandon puret simple de la tomodensitométrie en pathologie maxillo-faciale (2), tandis que d’autres ont préféré rester fidèles au scanner,optimisant son utilisation en diminuant la dose émise (3,4,5), qui s’avère acceptable dans des conditions particulières (scanner64 barrettes, tension, temps de pose et intensité abaissées).
Le scanner, qui reste incontournable dans certaines indications et le
« cone beam » s’imposant dans d’autres cas comme aussi perfor-
mant voire supérieur au scanner peuvent donc être considérés
comme complémentaires dans la panoplie diagnostique de
l’imagerie maxillo-faciale (10,11). Restent donc à définir les limites
de compétence de chaque technologie et de préciser, au moins
pour l’instant, les indications respectives de chacune d’entre elles.
Cependant, l’appellation tomographe « cone beam » regroupe au
moins deux types de machines : l’un permettant la réalisation
d’images « grand champ » explorant en une acquisition les deux
maxillaires, voire l’ensemble des sinus et même une partie plus ou
moins importante du massif facial, machines proposées en France
plutôt aux radiologues, et d’autres, à champ plus limité, associés à
un panoramique, à visée plus spécifiquement dentaire et destinés
aux chirurgiens dentistes (Kodak 9000 3D*, Morita Veraviewpocs*,
E-woo 3D*, Planmeca Promax*, Scanora 3D*). Les indications du
«cone beam » dépendront donc aussi du type d’appareil consi-
déré. Nous nous proposons donc, après un bref rappel sur le prin-
cipe et les limites du scanner et du cone beam, d’en préciser les
champs d’investigation communs, puis de définir les indications
spécifiques à chacune des méthodes. Nous conclurons par un tour
d’horizon des différents appareils «cone beam grand champ» pro-
posés aujourd’hui afin d’en détailler les caractéristiques principales
et les champs d’application privilégiés.
I. RAPPEL SUR LE PRINCIPE ET LESLIMITES DU SCANNER ET DU CONEBEAM.
1) RAPPELS SUR LA TOMODENSITOMETRIE(SCANNER)
A. PRINCIPE DU SCANNER ET TECHNIQUE DU DEN-TASCANNER (3).a)Principe du scanner (Fig.1). L’image tomodensitométrique fait
appel aux rayons X et repose sur l’absorption différentielle du
rayonnement par les différentes structures anatomiques traversées.
Le faisceau de rayons X est étroitement collimaté, réalisant des
coupes fines (un mm
d’épaisseur ou
moins) du sujet tra-
versé (ici les maxil-
laires). La collima-
tion du rayon
implique que le
« diffusé » soit prati-
quement nul en
dehors du champ
d’exploration, et
qu’entre autres, les
organes relative-
ment radiosensibles telle la thyroïde, soient peu ou pas irradiés. Les
récepteurs du rayonnement sont constitués par des détecteurs élec-
troniques, qui transforment le rayonnement en signal électrique, lui
même traduit en information numérique traitée par ordinateur.
b)Technique du dentascan-
ner (Fig.2) Des coupes
axiales (perpendiculaires à
l’axe du corps) encadrées
de rouge sur la figure 2,
sont réalisées selon un plan
parallèle au plan occlusal.
Les coupes sont millimé-
triques ou infra millimé-
triques, jointives ou mieux
chevauchées. Seules ces
coupes, directement réalisées sur le patient, sont irradiantes. Les
autres images, reconstructions bidimensionnelles (encadrées de
bleu ou de jaune) ou tridimensionnelles ne sont que le fruit de cal-
culs informatiques.
Fig. 1 - Principe du scanner
Fig. 2 - Représentation 3D des coupeset reconstructions en scanner
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B. ARTEFACTS ET LIMITES DU SCANNERa)Artéfacts
-Métalliques : Assez fréquents. Il faut distinguer
• les aspects «en feu d’herbe »(Fig.3), dus au métal des cou-
ronnes, souvent peu ou pas gênants car limités à la hauteur des
couronnes, respectant souvent la visibilité de la crête et de l’os
alvéolaire, en général en récession et donc au dessus ou au des-
sous des couronnes ;
• les barres noires (Fig.4), dues aux tenons ou vis intra radiculaires ou
aux « inlay-cores » le plus souvent assez ou très gênants, masquant la
crête alvéolaire et empêchant d’apprécier le volume osseux ;
• Cinétiques (Fig.5). : devenus exceptionnels, du fait du temps de
pose devenu très court sur les scanners actuels (1 à10 secondes) :
image floue, bords dédoublés…
b)Limites en résolution spatiale (Fig.6): Elles sont dues surtout à la
taille du pixel en scanner (d’environ 250 µm) Il s’agit surtout des
difficultés à mettre en évidence le canal mandibulaire en cas d’os
alvéolaire déminéralisé, de montrer une fracture radiculaire peu ou
pas déplacée notamment en cas de proximité de métal
«artéfactant » (vis ou tenon radiculaire), problèmes souvent résolus
par les appareils cone beam les plus évolués (Newtom VG*, Morita
Accuitomo*)
2) RAPPELS SUR LE CONE BEAM (4) A. PRINCIPE DU CONE BEAM(FIG.7).Le faisceau de rayons X, de forme conique, traverse l’objet à
explorer avant d’être analysé après atténuation par un système de
détection. Le tube et le système de détection tournant autour du
sujet (192 à 360° selon les constructeurs), plusieurs centaines
Fig. 3 - Artéfacts métalliques de couronnes en scanner
Fig. 4 - Artéfacts métalliques en scanner à type de barre noire dûe à un tenon
Fig. 5a - Artéfact cinétique en scanner
Fig. 5b - Meme patient sans artéfact cinétique
Fig. 6a - Canal mandibulaire mal vu au scanner dans un os déminéralisé
Fig. 6b - Canal mandibulaire mal au sein d’une zone de déminéralisation,colorié en rouge (Simplant)
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b)Limites en
-Résolution spatiale (Fig.11): surtout en cas de pixel supérieur ou
d’analyses (prises de
vues) sont réalisées
dans les différents
plans de l’espace,
permettant après
transmission des
données à un ordi-
nateur, la reconstruc-
tion volumique d’un
cube contenant
l’objet (ici, les maxillaires). Le volume étudié est composé de voxels
dont le côté est de la taille d’un pixel, mesuré en mm (0,76 à 0,400
mm selon l’apppareil).Le système de détection et de transmission des données diffère selon
les machines. Le premier type de système utilisé comprend essentielle-ment un amplificateur de brillance (Newtom3G*, Galileos Sirona*).Le second type de système utilisé est le capteur plan (AccuitomoMorita*, Icat*, Promax Planmeca*, Newtom VG*, E-woo* 3D etMaster). La comparaison des deux systèmes (Fig.8) suggère un che-min plus court et plus simple du signal pour le système à capteur
plan, qui pourrait pour certains expliquer en partie la meilleurerésolution observée avec les machines employant ce type de capteur.
B. ARTEFACTS ET LIMITES DU CONE BEAMa)Artéfacts
-Cinétiques (Fig.9): Ils sont plus fréquents qu’au scanner du fait des
temps de pose plus longs. (jusqu’à 30 secondes pour le Newtom
3G et le Morita Accuitomo F17) Une contention fiable est donc
indispensable en cone beam.
-Métalliques (Fig.10).: Ils seraient moins importants sur certains
cone beam bien calibrés (surtout capteurs plans à base de silicium
« anamorphique » des machines Newtom VG* et Icat*), alors que
les capteurs plans de type CMos (Planmeca Promax*, Scanora
3D*), surtout s’ils sont mal calibrés, peuvent présenter des artéfacts
encore plus importants et plus gênants qu’au scanner(11).
Fig. 9
Fig. 10a - Artéfacts métalliques en cone beam (Scanora 3D mal calibré)
Fig. 10b - Même patient Newtom VG low dose
Fig. 10c - Même patient en scanner
Fig. 11a - Fracture de 35 indétectable en basse résolution (150µm)
Fig. 7 - Principe du Cone Beam
Fig. 8
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égal à 300 µm. Par contre, l’utilisation de voxels isotropiques de
petite taille (125 voire 80µm) dans les trois plans de l’espace per-
met une résolution spatiale meilleure qu’en scanner (NewtomVG*,
Morita Accuitomo*…)
-Résolution en densité (Fig.12): d’où l’étude médiocre des parties
molles et l’incapacité à mesurer des densités.
3) RAPPELS DE DOSIMETRIE (5,6).
A. DOSE ABSORBÉE OU DÉLIVRÉE : C’est la quantité d’énergie
absorbée par unité de masse de matière irradiée. Elle s’exprime en
Gray (Gy), correspondant à l’absorption d’un joule d’énergie par
kilogramme de matière. Elle est directement liée aux paramètres
d’exposition radiologique et est mesurée à la sortie du tube.
Elle peut être exprimée par la CTDIvolumique (Computed
Tomographic Dose Index) ou CTDIvol, correspondant à la dose déli-
vrée par unité de volume irradié, exprimée en mGy.
En scanographie on calcule le Produit Dose Longueur (PDL ou DLP),
correspondant au produit CTDIvol par la longueur explorée,
exprimé en mGy.cm, rendant mieux compte de la dose totale déli-
vrée au cours d’un examen (Fig.13).
B. DOSE EFFICACE : Elle permet de calculer le risque statistique
théorique maximum d’apparition d’effets cancérigènes. Pour tenir
compte de la susceptibilité variable des organes aux radiations, un
facteur de pondération (facteur tissulaire) est appliqué pour définir
pour chaque organe une dose efficace, exprimée en Sievert (Sv),
telle que
Dose Efficace = Dose Absorbée x Facteur Tissulaire.
Un facteur de pondération tissulaire a ainsi été défini pour chaque
organe. En pratique scanographique, l’examen explorant plusieurs
organes d’une même région du corps, un facteur a été proposé
pour chaque région (6). Il est de 0,0021 pour la tête, utilisé en
scanner dentaire pour calculer la dose efficace par examen, à par-
tir du PDL (DLP) .
Quant au « cone beam », (Fig.14) l’irradiation par un faisceau
conique s’accompagnant d’un rayonnement diffusé plus important,
le calcul de la dose efficace repose sur l’utilisation d’un protocole
plus complexe (1,7,13), fondé sur l’utilisation d’un fantôme com-
portant des dosimètres thermoluminescents positionnés à
l’emplacement exact des organes irradiés (thyroïde, glandes sali-
vaires, cristallins, oesophage…), par le dosage de la dose efficace
dans chacun des organes irradiés (par mesure après irradiation
des doses dans les différents dosimètres) et la somme de chaque
dose efficace par organe pour obtenir la dose efficace totale. En
conséquence, la dosimétrie du cone beam devrait être exprimée en
microSieverts (µSv) pour tenir compte du rayonnement diffusé dans
et à proximité de la zone irradiée.
Fig. 11b - Même patient Fracture de 35 visible en haute résolution (300µm)
Fig. 14 - Fantôme type Rando (Radiation Analog Dosimetry) exploité par Ludllow (13)
Fig. 12 - Médiocre rendu des parties molles (faible résolution en densité)
Fig. 13 - PDL (Produit dose longueur) d’un double examen sanographiqueoptimisé (GE 64 barrettes)
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II. INDICATIONS COMMUNES AUSCANNER ET AU CONE BEAM « GRANDCHAMP »L’implantologie en général, quand il s’agit de préciser, dans le
cadre d’un bilan pré-implantaire, le volume disponible aux maxil-
laires, y compris lorsqu’il faut envisager une greffe sous-sinusienne
ou d’apposition. (Fig.15).
Le bilan pré-opératoire d’une dent ou de toute structure incluse(racine, odontome kyste résiduel…) pour en définir les caractéris-tiques, la nature, le siège et les rapports exacts en trois dimensions(Fig.16).
Les traumatismes simples, d’une racine ou de l’os alvéolaire, sans
ou avec participation minime des parties molles (Fig.17).
La pathologie endodontique, (bilan des granulomes, kystes radicu-
laires, recherche d’un canal radiculaire surnuméraire ou d’une
fracture radiculaire), parodontale (élargissement parodontaux et
poches…(Fig.18).) et infectieuse (ostéite (Fig.19), sinusites d’origine
dentaire, communication bucco-sinusienne, pâte dentaire intra
sinusienne et aspergillose sinusienne) De nouvelles perspectives sont
proposées par certains appareils cone beam grand champ de
haute définition (Morita*, Newtom*…): l’exploration ORL des sinus
voire des oreilles moyennes (Fig. 20)
Fig. 15 - Bilan implantaire mandibulaire (Newtom VG)
Fig. 18 - Alvéolyse 31-32 (Newtom VG)
Fig. 19 - Ostéite de 13 (Morita Accuitomo)
Fig. 20a - Exploration des sinus par cone beam grand champ (Newtom VG)
Fig. 16 - Rapports d’une 45 incluse (Newtom VG, low dose)
Fig. 17 - Fractures horizontales 21 et 22 peu déplacées (Newtom VG, low dose)
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La pathologie osseuse des articulations temporo-mandibulaires
(Fig.21)(arthroses, dysmorphoses).
La pathologie orthodontique (Agénésies (Fig.22),rapports des dents
incluses, ankylose, dysmorphies et leur caractérisation…)
III. INDICATIONS SPECIFIQUES AUSCANNER (TOMODENSITOMETRIE)Bilan des greffes (Fig.23), avec mesure des densités. Le contrôle des
greffes, typiquement à 6 mois, ne se conçoit pour l’instant que par
tomodensitométrie, seule technique apte à mesurer des densités de
façon fiable et reproductible, contrairement au panoramique
dentaire, au Scanora* voire au «cone beam», toutes techniques
tomographiques dont la résolution en densité est trop limitée pour
permettre des mesures. Rappelons les critères scanographiques de
réussite des greffes sous sinusiennes :
-Bonne densité,
-Homogénéité,
-Bonne limitation, régularité des bords,
-Bonne fusion du greffon avec l’os résiduel,
-Réaction muqueuse sinusienne limitée ou absente, et absence de
sinusite, avec perméabilité conservée du méat moyen sinusien
(ostium infundibulaire).
A contrario, un greffon peu dense, hétérogène, mal limité, mal
fusionné voire séparé de l’os résiduel, associé à une réaction
muqueuse sinusienne importante voire à une sinusite, pouvant être
suppurée et obstruer le méat moyen, sont autant de critères d’échec
de la greffe sous-sinusienne.
Pathologie tumorale et kystique(Fig.24 et 25): toute image lacu-
naire ou mixte au panoramique ou rétro-alvéolaire faisant douter
de son origine endoparodontale radiculaire et donc inflammatoire
doit faire pratiquer un scanner pour la caractériser sur le plan dia-
gnostic et d’en préciser l’extension osseuse voire aux parties molles
(au besoin avec injection de produit de contraste iodé). Une ana-
lyse histologique s’avère le plus souvent nécessaire et doit parfois
s’aider de la clinique et des données tomodensitométriques pour-
conclure au diagnostic.
Fig. 20b - Exploration (encore difficile) de l’oreille moyenne (Morita Accuitomo)
Fig. 21 - Etude Cone Beam de l’ATM gauche (Newtom VG Low Dose)
Fig. 23 - Bilan à 6 mois d’une double greffe sous-sinusienne (Scanner)
Fig. 24 - Tumeur multikystique mandibulaire. Améloblastome (Scanner)
Fig. 22- Agénésie 12-22 (Newtom VG low dose)
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Pathologie traumatique complexe et associant les parties molles,
surtout si le traumatisme implique des structures impliquant le pro-
nostic fonctionnel (sinus, zygoma, orbite, articulation tem-
poro–mandibulaire, oreille…)
Pathologie des parties molles du massif facial (angiomes, fentes
palatines, staphylococcie maligne de la face, paralysies faciales
dont le caractère «a frigore» est en doute…)
IV. INDICATIONS PLUS PROPRES AUCONE BEAMExploration des structures intra-maxillaires (dent, odontome, kyste,
racine résiduelle…) des enfants et adolescents (doses efficaces dou-
blées avant l’âge de 15 ans), à condition d’exploiter un appareil
significativement moins irradiant que le scanner.
Artéfacts métalliques gênants ou prévisibles (tenons et vis intraradi-
culaires surtout) à condition d’utiliser une machine « cone beam »
produisant peu d’artéfacts.
Recherche de fracture radiculaire, surtout si elle est peu déplacée
ou associée à des artéfacts métalliques importants (tenons radicu-
laires à proximité), voire mise en évidence du nerf mandibulaire au
sein d’un os alvéolaire déminéralisé, de densité globale graisseuse
(Fig.26), à condition d’exploiter un « cone beam » très défini en
résolution spatiale (pixels égaux ou inférieurs à 150µm, au mieux
125 voire 80 µm )
Pour ces indications plus spécifiques au cone beam, les appareils
«petits champs» (Kodak 9000 3D*(Fig.27)., Morita Veraviewpocs
3D*, Vatech* ) et «moyen champ» (Scanora 3D*, E-woo 3D*,
Planmeca Promax*), couplés à un panoramique, peuvent apporter
un appoint réel et souvent une étude suffisante dans d’assez nom-
breux cas. Leur définition est souvent poussée (76 µm pour le
Kodak*, 125µm pour le Morita* et 200 µm pour le E-woo et le
Vatech*). Cependant leur dosimétrie est très variable, allant de 20µSv
pour les deux premiers à plus de 500 µSv pour le Planmeca*. Leur
utilisation, qui
pourrait devenir
systématique dans
certains cabinets
dentaires du fait
de l’auto prescrip-
tion, au lieu de
l i m i t e r
l’irradiation géné-
rale de la popula-
tion, pourrait,
sans contrôle,
l’augmenter de
façon importante.
Cette pratique du
«cone beam au
cabinet du prati-
cien » non radio-
logue devrait donc être dans l’avenir plus encadrée et codi-
fiée (14)(Fig.28).
CONCLUSIONLe scanner et la tomographie « cone beam » apparaissent donccomme des techniques complémentaires en imagerie tridimension-nelle maxillo-faciale. Le « cone beam » suffit souvent en pathologiecourante (implantologie, localisation de structures intra-maxillaires,pathologie endo-parodontale et infectieuse, pathologie osseuse desarticulations temporo-mandibulaires et traumatismes simples,notamment chez l’enfant ou l’adolescent (à condition que l’appareilutilisé irradie nettement moins que le scanner), et en cas d’artéfactsmétalliques importants ou prévisibles (tenons ou vis radiculaires,inlay-cores, à condition que le « cone beam » employé soit moinssujet aux artéfacts métalliques que la tomodensitométrie). Le scannerreste cependant incontournable en pathologie tumorale et kystique,
Fig. 25 - Tumeur lytique sinusienne gauche. Epithélioma (scanner)
Fig. 26 - Canal mandibulaire apparaissant plus dense que l’os alvéolaire déminéralisé (Morita Accuitomo)
Fig. 27 - Image réalisée par Appareil Kodak 9000 3D (pixels de 76 µm)
Fig. 28 - Enquête de l’EADMFR en vue de coifier l’usagedes appareils cone beam en Europe
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dans les traumatismes complexes, les contrôles de greffe, l’exploration des parties molles et dans tous les cas où une mesure de densité estnécessaire. Enfin, la multiplication des appareils « cone beam » dans les cabinets dentaires devrait être soumis à une maîtrise codifiée de sonusage afin d’éviter les abus de l’auto prescription qui pourrait se traduire par une augmentation significative de l’irradiation de la populationen pratique médicale.
V. PRINCIPAUX CONE BEAM «GRAND CHAMP» COMPARES AU SCANNER
VI.PRINCIPALES INDICATIONS DU CONE BEAM «GRAND CHAMP» ET DU SCANNER
TB=très bien,
B=bien,
M=moyen
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