DT News - Italy - Qualità delle immagini diagnostiche e rischi di esposizione: la TAC Cone Beam

Umberto Garagiola

gio. 9 ottobre 2014

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L’avanzamento tecnologico dell’imaging diagnostico in medicina e odontoiatria si è sviluppato rapidamente negli ultimi decenni, fornendo un enorme beneficio per i pazienti stessi. L’utilizzo dei raggi X per la radiologia odontoiatrica è parte integrante fin dagli inizi degli anni ’60, con la prima esecuzione di radiografie endorali, e dopo, con l’invenzione di apparecchiature dedicate per eseguire le ortopantomografie.

Tuttavia, queste metodiche permettono solamente la visualizzazione bidimensionale delle strutture esaminate e hanno comunque delle limitazioni per chi deve fare misurazioni: ingrandimento, distorsione, sovrapposizioni delle strutture anatomiche esaminate e false immagini. Errori d’identificazione e una ridotta precisione nelle misurazioni morfologiche o cefalometriche possono portare a una diagnosi errata, soprattutto in ortognatodonzia.
La radiologia volumetrica è stata utilizzata in medicina a metà degli anni ’70 con le prime TAC (Tomografie Assiali Computerizzate). Da allora molti progressi sono stati compiuti in termini di qualità delle immagini, facilità e velocità di esecuzione. Anche la metodica con CT convenzionale (spirale o multislice, MSCT) per lo studio delle arcate dentarie non può configurarsi come “gold standard” per ovvi motivi di dose al paziente, molto più alta rispetto a tutte le altre metodiche impiegate. L’evoluzione delle TAC volumetriche nel settore odontoiatrico è iniziata dall’adattamento delle TAC “total body”, cercando di risolvere alcuni problemi fondamentali: l’elevato costo, l’elevato ingombro, il lungo tempo di scansione e soprattutto il rischio dell’elevata esposizione ai raggi X.

La TAC Cone Beam (CBCT) rappresenta sicuramente un’importante innovazione nel campo dei sistemi di acquisizione tomografici e delle ricostruzioni volumetriche. Inizialmente applicata in angiografia e in radioterapia, la tecnologia Cone Beam CT ha trovato negli anni recenti un forte sviluppo in ambito odontoiatrico. Specialmente con la messa a punto di software specifici per la ricostruzione 3D e hardware in grado di gestire la mole di dati da elaborare, ha permesso una riduzione dei costi di acquisto delle apparecchiature e una conseguente maggiore diffusione. La CBCT applicata al campo dentale ha dato il via a dei sistemi dedicati, avendo come risultato un’aumentata qualità dell’imaging con una notevole riduzione della dose di radiazioni data al paziente, tale da poterla usare anche nei bambini con particolari patologie. Infatti, la Cone Beam, a confronto delle TC più moderne, presenta dosi da 3 a 10 volte inferiori a parità di volume irradiato. Il sistema CBCT permette la creazione di immagini su tutti i piani nello spazio (assiale, coronale, sagittale, obliquo) o addirittura ricostruzioni seguendo una linea curva attraverso un processo denominato “Multi Planar Reconstruction” (MPR). Gli apparecchi radiologici Cone Beam emettono fasci di raggi X che hanno la forma conica, anziché a ventaglio come gli apparecchi usati per la tomografia computerizzata convenzionale (CT o MSCT). L’esposizione è a radiazioni pulsate e permette di acquisire le immagini base con un’unica rotazione per tutto il FOV (field of view) selezionato. Successivamente, è possibile tramite software elaborare i dati acquisiti trasformandoli in un unico volume il cui elemento essenziale è il voxel (pixel 3D). Più piccolo è il voxel più è definita l’immagine Cone Beam. Da questo volume si possono ricalcolare tutte le immagini volute con l’orientamento a scelta senza distorsioni; i voxel, infatti, sono isotropici (di ugual misura nelle tre dimensioni dello spazio).

L’acquisizione volumetrica, rispetto a un’acquisizione radiologica convenzionale piana, permette di avere un’infinita quantità d’informazioni, in virtù del fatto che viene ottenuto il volume virtuale della parte anatomica da esaminare. Grazie a questa possibilità, l’odontoiatra, l’ortodontista, l’otorino-laringoiatra, il chirurgo orale, il chirurgo maxillo-facciale e ogni altro specialista che lavora in ambito cranio-facciale, ha la possibilità di poter interagire in modo virtuale con le parti anatomiche interessate per poter trarre tutte le informazioni necessarie per la diagnosi e la pianificazione del trattamento. Gli sviluppi nella diagnostica per immagini che utilizzano radiazioni ionizzanti portano a implicazioni per la radioprotezione del medico, del personale e del paziente. L’Unione europea affronta queste problematiche realizzando alcuni interventi fondamentali come: mantenere un quadro legislativo continuamente aggiornato e sostenere la ricerca sulla radioprotezione in medicina, sempre nell’ambito del Trattato della Comunità europea dell’energia atomica (EURATOM).

La revisione della letteratura condotta dal progetto SEDENTEXCT riportato da EURATOM – European Commission, Radiation Protection 172, Cone Beam CT for Dental and Maxillofacial Radiology, Evidence Based Guidelines, 2012 – include 13 studi che hanno condotto misurazioni della dose con CBCT. SEDENTEXCT è un progetto di ricerca con l’obiettivo di acquisire informazioni per sviluppare linee guida evidence based che si occupano di criteri di giustificazione, ottimizzazione e di riferimento per gli utenti della CBCT dentale e maxillofacciale tra cui: odontoiatri e assistenti, radiologi, tecnici radiologi, fisici medici, produttori e fornitori di apparecchiature radiologiche.
L’orientamento di base nella preparazione del documento è stato dato da direttive pertinenti del Consiglio dell’Unione europea, come la più aggiornata del 5 dicembre 2013 -2013/59/EURATOM, che stabilisce norme fondamentali di sicurezza relative alla protezione contro i pericoli derivanti dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti.

Viene stabilito un appropriato regime di controllo regolamentare che, per tutte le situazioni di esposizione, rifletta un sistema di radioprotezione basato sui principi della giustificazione, dell’ottimizzazione e della limitazione delle dosi:
a) principio della giustificazione: le decisioni che introducono una pratica devono essere giustificate, nel senso che tali decisioni devono essere adottate al fine di garantire che il beneficio derivante dalla pratica per i singoli individui o per la collettività sia preponderante rispetto al detrimento sanitario che essa potrebbe causare. Le decisioni che introducono o modificano una via di esposizione e le decisioni per le situazioni di esposizione esistenti e di emergenza devono essere giustificate, nel senso che devono apportare più benefici che svantaggi (International Commission Radiation Protection - ICRP 2007);
b) principio dell’ottimizzazione o ALARA (As Low As Reasonable Achievable): la radioprotezione d’individui soggetti a esposizione della popolazione o professionale è ottimizzata allo scopo di mantenere l’ordine di grandezza delle dosi individuali, la probabilità dell’esposizione e il numero d’individui esposti al minimo ragionevolmente possibile, tenendo conto dello stato attuale delle conoscenze tecniche e di fattori economici e sociali. L’ottimizzazione della protezione d’individui soggetti a esposizione medica si applica all’ordine di grandezza delle singole dosi ed è compatibile con il fine medico dell'esposizione. Questo principio si applica non solo in termini di dose effettiva, ma anche di dosi equivalenti, come misura precauzionale destinata a mantenere le incertezze relative al detrimento sanitario al di sotto della soglia per le reazioni sui tessuti;
c) principio della limitazione della dose: nelle situazioni di esposizione pianificate, la somma delle dosi cui è esposto un individuo non supera i limiti di dose fissati per l’esposizione professionale o per l’esposizione della popolazione. Le esposizioni mediche non sono soggette a limitazioni delle dosi. La dose effettiva deve essere rapportata alle necessità ed è grandemente ridotta nelle CBCT di ultima generazione. La Cone Beam è addirittura da preferirsi nel confronto con le tecniche analogiche convenzionali che richiedano almeno due radiografie, ma risulta superflua rispetto alla singola radiografia digitale quando questa sia sufficiente a dirimere un quesito diagnostico.

Vantaggi e svantaggi
I vantaggi della CBCT in ambito diagnostico sono sicuramente molti: valutazione 3D dell’osso alveolare e strutture anatomiche adiacenti (nervi e vasi) per la pianificazione del posizionamento degli impianti e mini-viti; inclinazione e torque radicolare reale; posizione tridimensionale degli elementi inclusi e sovrannumerari; riassorbimenti radicolari; relazioni dei tessuti molli; dimensione e posizione della lingua; valutazione 3D delle vie aeree, dell’articolazione temporo-mandibolare e dei pazienti ortodontico-chirurgici, sindromici o con schisi; studio cefalometrico tridimensionale e delle vertebre cervicali per valutazioni axulogiche e posturali.

Gli svantaggi, invece, della CBCT in ambito diagnostico possono essere: una curva d’apprendimento dei medici, odontoiatri e ortodontisti; una dotazione informatica adeguata e aggiornata; la paura di un’esposizione del paziente a un dosaggio di radiazioni eccessive; una troppo rapida evoluzione tecnologica; il problema d’ingombro della macchina; la radiazione dispersa. Risulta difficile poter definire dei reali svantaggi nel confronto con le potenzialità offerte da questa nuova tecnica di imaging, tuttavia esistono degli aspetti gestionali che attualmente frenano la diffusione di tali apparecchiature. Se escludiamo la TAC multislice, appare evidente che lo status radiografico esponga a una radiazione spropositata rispetto al risultato diagnostico ottenuto (150 μSv), mentre i dosaggi delle varie TAC volumetriche appaiono più che accettabili, soprattutto nella considerazione che da un volume cranico completo è possibile estrarre l’immagine laterolaterale, l’antero-posteriore, l’assiale e la panoramica. Considerando la sommatoria di tale irraggiamento con tecnica analogica, si passano sicuramente i 60 μSv (CBCT 50-110 μSv, MSCT 2000-3300 μSv) . Si evince, quindi, che la paura di esporre il paziente a dosaggi eccessivi sembra non essere supportata da evidenze scientifiche. Allo stato attuale della tecnologia per un paziente ortodontico senza particolari sospetti malformativi, le indagini radiologiche che seguono il principio ALARA dovrebbero prevedere teleradiografia e panoramica digitali ma, nel caso in cui necessiti ulteriori o particolari informazioni, la radiologia volumetrica di tutto il cranio effettuata con apparecchi di ultima generazione è senz’altro la scelta più conveniente in rapporto al dosaggio.

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