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画像誘導による頭蓋顔面インプラント計画におけるコーンビームCTと従来のマルチディテクターCTの信頼性と精度。インビトロ試験を実施しました
Reliability and accuracy of cone beam computed tomography versus conventional multidetector computed tomography for image-guided craniofacial implant planning: An in vitro study.
PMID: 30934042 DOI: 10.11607/jomi.6915.
抄録
目的:
コーンビームCT（CBCT）と多検出器列状CT（MDCT）の両方で取得した3次元（3D）断面画像上での直線計測の信頼性と精度を評価する。また，頭蓋顔面インプラント手術の画像誘導計画に関して，骨厚を評価した。
PURPOSE: To assess the reliability and accuracy of linear measurements on three-dimensional (3D) cross-sectional images, both acquired with cone beam computed tomography (CBCT) and multi-detector row CT (MDCT). Bone thickness was evaluated with regard to image-guided planning of craniofacial implant surgery.
材料と方法:
5つの乾燥したヒトの頭蓋骨を使用した。CBCTおよびMDCTスキャンを撮影する前に、鼻、眼窩、および側頭部の理想的なインプラントの位置に丸い骨鋸で切り込みを入れた。画像検査後、3人の独立した観察者がノギスを用いて骨幅を評価し、基準とした。次に，3D画像ベースのプランニングソフトウェアを用いて，デジタルDICOMデータセットから生成した3Dバーチャルモデルから，前述のカットを行った部位の断面画像を再構成した。その後，線形測定を行った。MDCTとCBCTの線形測定の系統的な違い、観察者間、観察者内のばらつきを、それぞれ鼻、眼窩、側頭部の異なる位置での物理的測定と比較した。また，グレーレベル値の違いによる潜在的な影響についても調査した。距離測定の定量的な精度については，二元配置分散分析（ANOVA）と分散成分分析を用いて行った。P値＜0.05の差のみを有意とした。
MATERIALS AND METHODS: Five dry human skulls were used. Cuts were made with a circular bone saw at the ideal implant positions in the nasal, orbital, and temporal regions prior to acquisition of CBCT and MDCT scans. After imaging examination, bone width was assessed by three independent observers using a caliper and defined as a reference. In the next step, cross-sectional images of the regions with the aforementioned cuts were reconstructed from 3D virtual models generated from the digital DICOM datasets with the use of 3D image-based planning software. Subsequently, linear measurements were performed. The systematic difference and interobserver and intraobserver variation of MDCT and CBCT linear measurements were compared with the physical measurements at different locations in the nasal, orbital, and temporal region, respectively. Also, the potential influence of different gray-level values was investigated. The quantitative accuracy of distance measurements was performed using a two-way analysis of variance (ANOVA) and variance component analyses. Only differences with P values < .05 were considered significant.
結果:
すべての放射線測定で、骨の寸法が大幅に過大評価され、使用されたボクセルサイズであるCBCTでは0.3mm、MDCTでは0.5mmを超えていた。CBCTでは0.39～0.53mm、MDCTでは0.57～0.59mmの平均的な測定値の偏りが見られた。MDCT画像では，CBCT画像と比較して，3次元仮想モデルの断面画像における直線的な測定値の観察者間のばらつきが少なかった。造影剤の設定は、CBCT画像の骨幅の線形測定値（P < .0015）とMDCT画像の観察者間のばらつき（P < .029）に統計的に有意な影響を与えた。
RESULTS: All radiologic measurements showed a significant overestimation of the bony dimensions, reaching more than the used voxel sizes of 0.3 mm for CBCT and 0.5 mm for MDCT. For CBCT, an average measurement bias of 0.39 to 0.53 mm and for MDCT of 0.57 to 0.59 mm was found. MDCT images showed less interobserver variation in linear measurements on cross-sectional images from 3D virtual models compared with CBCT images. Contrast settings statistically significantly influenced linear measurements of bone width for CBCT images (P < .0015) and interobserver variation on MDCT imaging (P < .029).
結論:
CBCT画像（KaVo 3D eXam Imaging System）とMDCT画像（Aquilion ONE, Toshiba）の両方とも、ex vivo検体の鼻、眼窩、および側頭部の骨の厚さを評価する際に、非常に一貫して解剖学的真実をサブミリメーター過大評価していた。術前評価にCBCTやMDCT画像を使用する際には、皮質骨の厚さの過大評価に注意する必要がある。
CONCLUSION: Both CBCT images (KaVo 3D eXam Imaging System) and MDCT images (Aquilion ONE, Toshiba) showed a highly consistent submillimeter overestimation of the anatomical truth in assessing bone thickness of nasal, orbital, and temporal regions of ex vivo specimens. When using CBCT and MDCT images for presurgical assessment, one should be aware of the overestimation of the cortical bone thickness.