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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)

11N°40 - novembre 08LLSS (...)

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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ADF 08Stand 1P01

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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BIBLIOGRAPHIE

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for oral and maxillofacial radiology. OralSurg Oral Med Oral Pathol Oral

Radiol Endod 2008

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