Kartiokeila-TT:n käyttö kliinisessä lääketieteessä

Transkriptio

1 Tieteessä katsaus Anni Suomalainen HLT, EHL, suuradiologia, va. osastonylihammaslääkäri HUS-Kuvantaminen, Kirurginen sairaala, röntgen Mika Kortesniemi dosentti, ylifyysikko HUS-Kuvantaminen, lääketieteellinen fysiikka Seppo K. Koskinen professori, ylilääkäri Karoliininen Instituutti, Tukholma Kartiokeila-TT:n käyttö kliinisessä lääketieteessä Kartiokeila-TT-tutkimus on tarkka kolmiulotteinen kovakudosten röntgenkuvausmenetelmä. Menetelmä on yleisessä käytössä hammaslääketieteellisessä radiologiassa. Sitä käytetään muutoinkin pään ja kaulan alueen kovakudosten sekä tuki- ja liikuntaelimistön kuvantamiseen. Kartiokeila-TT-tekniikka soveltuu myös leikkauksenaikaiseen kuvantamiseen ja toimenpideradiologiaan, mukaan lukien angiografiset tutkimukset. Sitä voidaan käyttää myös sädehoidon suunnitteluun ja rintojen kuvantamiseen. Sen etuna perinteiseen TT-kuvantamiseen verrattuna on pienempi säteilyaltistus, laitteiston halvempi hinta, pienempi koko ja helpompi saatavuus hammaslääketieteelliseen käyttöön. Haittoja ovat artefaktat ja perinteistä TT:tä huonompi pehmytkudoskontrasti. Vertaisarvioitu Kolmiulotteinen kuvantaminen tietokonetomografialaitteilla on ollut jo vuosikymmeniä käytössä. Kartiokeila-TT-tutkimus on siihen verrattuna uusi kuvantamismenetelmä. Kartiokeila- TT kehitettiin alkujaan angiografisiin sovelluksiin (1), ja ensimmäinen julkaisu hammaslääketieteelliseen käyttöön suunnitellusta laitteesta ilmestyi vuonna 1998 (2). Kartiokeila-TT-tutkimus on nopeasti saavuttanut merkittävän sijan hammaslääketieteellisessä radiologiassa. Suomessa on 73 rekisteröityä, hampaiston ja leukojen alueen kuvantamiseen suunnattua, kartiokeila-tt-laitetta, joista kolme on kliinisen koekäytön laitteita (Säteilyturvakeskus/STUK, julkaisematon tieto, ). Kartiokeila-TT-tutkimuksen etuna on kovakudosrakenteiden tarkka kuvautuminen. Tuoreen katsausartikkelin mukaan Euroopassa on saatavilla 20 laitevalmistajan 47 erilaista laitetta (3). Osalla näistä laitteista voidaan kuvata muutoinkin pään ja kaulan aluetta sekä joillakin laitteilla myös raajojen alueita. Näihin kartiokeila-tt-laitteisiin voi olla yhdistettynä hampaiston ja leukojen alueen kuvantamista varten panoraamalaite ja/tai kefalostaatti. Lisäksi tukija liikuntaelinten kuvantamiseen suunniteltuja kartiokeila-tt-laitteita on tullut käyttöön. Näitä raajojen kuvantamiseen soveltuvia laitteita on maassamme rekisteröity 12, joista kolme on kliinisen koekäytön laitteita (STUK, julkaisematon tieto ). Angiografiaan liittyvä 3D-kuvaus on osaltaan lisännyt kartiokeila-tt:n sovellusaluetta diagnostisessa kuvantamisessa. Perinteisen 3Drotaatioangiokuvien kontrastia on saatu parannettua mm. säteilyn sironnan, säteilyn keilan koventumisen sekä osittaissäteilytyksen laskennallisella korjauksella. Näin angiografisen kartiokeila-tt:n kontrastitasossa on päästy jo lähemmäs varsinaisen TT-kuvauksen kuvanlaatua, ottaen huomioon angiografiakuvauksessa hyödynnettävä jodivarjoaineen paikallinen lisäkontrasti esimerkiksi aneurysmien ja vuotojen kohdalla. Samalla kuvakentän kokoa on saatu kasvatettua siten, että jopa koko vartalon läpimitta saadaan kerralla kuvattua. Angiografisessa kartiokeila-tt-kuvauksessa C-kaarityyppisten telineiden ohella on käytössä myös kehittyneempää robottitekniikkaa sisältäviä moninivelratkaisuja. Näissä röntgenputken ja kuvasignaalia keräävän detektorin keskinäiset liikkeet voivat olla paljon monipuolisempia ja joustavampia myös vaativassa leikkaussaliympäristössä. Edellä mainittujen angiografisten, hammaslääketieteellisten sekä tuki- ja liikuntaelinten (4,5,6) kuvaussovellusten lisäksi kartiokeila-tttutkimus soveltuu myös sädehoidon suunnitteluun (7,8) sekä rintojen kuvantamiseen (9). Rintojen kuvantamislaitteet ovat vasta tuloillaan, eikä niitä ole toistaiseksi käytössä maassamme. C-kaarilaitteet soveltuvat leikkauksenaikaiseen käyttöön sekä toimenpideradiologiaan (10,11). 1063

2 Kirjallisuutta 1 Robb RA. The dynamic spatial reconstructor: an X-ray videofluoroscopic CT scanner for dynamic volume imaging of moving organs. IEEE Trans Med Imag 1982;1: Mozzo P, Procacci C, Tacconi A, Martini PT, Andreis IA. A new volumetric CT machine for dental imaging based on the cone-beam technique: preliminary results. Eur Radiol 1998;8: Nemtoi A, Czink C, Haba D, Gahleitner A. Cone beam CT: a current overview of devices. Dentomaxillofac Radiol 2013;42: doi: / dmfr Kuva 1 Hampaiden ja raajojen diagnostiikkaan suunnatun kartiokeila-tt-tutkimuksen etuja perinteiseen TT-tutkimukseen verrattuna ovat kovakudosrakenteiden tarkka kuvautuminen ja pienempi säderasitus. Laitteistoon liittyviä etuja ovat sen halvempi hankintahinta ja ylläpito kustannukset, pienempi koko, helpompi asennettavuus sekä saatavuus diagnostiseen käyttötarkoitukseen silloin, kun tarvitaan nimenomaan kolmiulotteista kuvatietoa. Haittapuolia ovat puolestaan artefaktat ja perinteistä TT:tä huonompi pehmytkudoskontrasti Kompleksinen odontooma: kartiokeila-tt-tutkimus ja siitä teetetyt valumallit. A. Regiossa nähdään hyvänlaatuinen odontogeeninen muutos. Siihen liittyen on huomattavan mesiokaudaalisuuntaan dislokoitunut d. 47, jonka kärkiosistaan yhdessä olevien juurten välitse mandibulaarihermo/kanava kulkee (nuolet). B. Hoidon suunnittelua ja harjoittelua varten teetetyt valumallit, joissa d. 47 on värjätty vihreällä, mandibulaarikanava punaisella sekä kompleksinen odontooma sinisellä. (12,13). Erilaisella laitesuunnittelulla menetelmä soveltuu kuitenkin myös osittain pehmytkudosten kuvantamiseen (14,15). Tässä katsauksessa kuvaamme kartiokeila- TT-laitteiden toimintaa, niiden käyttöä etenkin pään ja kaulan alueen kuvantamisessa, mutta myös tuki- ja liikuntaelinten sekä verisuonten kuvantamisessa. Lisäksi pohdimme kartiokeila- TT:n tulevaisuudennäkymiä. Kartiokeila-TT-laitteiden toimintaperiaate ja sädeannokset Pään alueen kuvauksissa kartiokeila-tt-kuvaus tapahtuu useimmiten potilaan istuessa tai seistessä. Joissakin malleissa, kuten C-kaarilaitteessa, kuvaus tehdään potilaan ollessa makuulla. Laitteet ovat usein varsin pienikokoisia. Kartiokeila-TT-laitteisiin voi yhdistää myös panoraamalaitteen ja/tai kefalostaatin, mikä mahdollistaa perinteisen hammaskuvauksen. Tuki- ja liikuntaelinten kuvantamiseen on olemassa laite, jossa kääntyvän kuvausrenkaan ansiosta kuvaus voidaan suorittaa myös potilaan seistessä mahdollistaen kuvauksen rasituksen aikana. Kyseinen laite on myös liiku teltava. Kartiokeila-TT-laitteessa röntgensäteilylähde sekä ilmaisin on kytketty samaan kuvaustelineeseen ja siinä röntgensäteilykeila on nimensä mukaisesti kartio- tai pyramidimainen. Kuvauksen aikana kuvausteline pyörähtää akselinsa ympäri siten, että haluttu kuvauskohde on rotaation keskipisteessä ja yksittäisiä projektiokuvia otetaan asteen pyörähdyksen aikana kappaletta. Näistä lukuisista projektiokuvista eli tavanomaisista röntgenkuvista rekonstruoidaan tietokoneavusteisesti kolmiulotteista kuvadataa. Kuvatiedosto koostuu x-, y- ja z-suunnassa samankokoisista eli isotrooppisista kolmiulotteisista kuva-alkioista eli vokseleista. Hampaiston kuvaukseen suunnitelluissa kartiokeila-tt-laitteissa vokselin koko voi olla jopa vain 0,076 mm 3 (16), kun monileike-ttlaitteet tuottavat tyypillisesti 0,25 1,0 mm 3 kokoisia vokseleita. Kuva-alkion pienempi koko tarkoittaa potentiaalisesti myös kartiokeila-tt:n parempaa paikkaerotuskykyä eli resoluutiota verrattuna TT-tutkimukseen. Siten kartiokeila- TT-tutkimuksella voidaan erottaa pienempiä yksityiskohtia ja kuvata erittäin tarkasti kovakudosrakenteita, mikä onkin tyypillinen ku- 1064

3 4 Reichardt B, Sarwar A, Bartling SH ym. Musculoskeletal applications of flat-panel volume CT. Skeletal Radiol 2008;37: Zbijewski W, De Jean P, Prakash P ym. A dedicated cone-beam CT system for musculoskeletal extremities imaging: design, optimization, and initial performance characterization. Med Phys 2011;38: Ramdhian-Wihlm R, Le Minor JM, Schmittbuhl M ym. Cone-beam computed tomography arthrography: an innovative modality for the evaluation of wrist ligament and cartilage injuries. Skeletal Radiol 2012;41: Morin O, Gillis A, Chen J ym. Megavoltage cone-beam CT: system description and clinical applications. Med Dosim 2006;31: Korreman S, Rasch C, McNair H ym. The European Society of Therapeutic Radiology and Oncology-European Institute of Radiotherapy (ESTRO-EIR) report on 3D CT-based in-room image guidance systems: a practical and technical review and guide. Radiother Oncol 2010;94: Yang WT. Emerging techniques and molecular imaging in breast cancer. Semin Ultrasound CT MR. 2011;32: vausindikaatio hampaiston ja leukojen alueen kuvantamisessa. Pehmytkudoskontrasti Pehmytkudoskontrasti ko. laitteilla on huono, mutta kudosten ääriviivat saadaan kuitenkin esiin, ja kartiokeila-tt-kuvan näkymä vastaa luualgoritmilla lasketun tavanomaisen TT-tutkimuksen näkymää. Pehmytkudosten huono erottuminen johtuu mm. sironnasta, keilan koventumisesta sekä osittaisesta säteilytyksestä, minkä vuoksi kuvanlaskentaan ei ole käytettävissä täydellistä vaimennusdataa. Tämän vuoksi kartiokeila-tt:n kontrastiominaisuudet etenkin pehmytkudosten osalta eivät ole samaa luokkaa kuin tietokonetomografian. Kuitenkin kartiokeila-tt-laitteiston erilaisella suunnittelulla on mahdollista saavuttaa myös kohtuullisen hyvä kontrastiresoluutio eli pehmytkudosten näkyvyys, ja se soveltuu siten esim. kardiologisiin tutkimuksiin sekä mammografiaan (13,15). Kartiokeila-TT-laitteen prototyypillä tehdyissä tutkimuksissa on saavutettu 5 10 HU:n (Hounsfield Unit) kontrastiresoluutio, kun monileike-tt:ssä päästään 1 3 HU:iin (4). Tällöin kuitenkin sädeannokset ovat suuremmat ja vastaavat tai lähestyvät monileike-tt-tutkimuksen annosta (14,15). Uudet angio-kartiokeila- TT-laitteet mahdollistavat HU:n kontrastiresoluution (17). Kartiokeila-TT-tutkimuksessa kuvakenttä on sylinterin tai pallon muotoinen ja kuvakenttäkoot sekä niiden valintamahdollisuudet vaihtelevat laitteittain. Käyttäjän kannalta on hyödyllistä, jos kuvakentän valintamahdollisuus on mahdollisimman monipuolinen. Kuten perinteisessä TT-tutkimuksessa, kolmiulotteista tilavuusdataa voidaan tarkastella halutussa suunnassa sekä tehdä erilaisia rekonstruktiokuvia ja 3D-kuvia. Artefaktat Kuvavirheet eli artefaktat aiheuttavat ongelmia kartiokeila-tt-tutkimuksessa, kuten TT-tutkimuksessakin. Artefaktat voidaan jakaa fysiikasta, potilaasta, laitteesta ja kartiokeilasta johtuviin (12,13). Etenkin potilaasta johtuvat liike artefaktat ja metallista johtuvat artefaktat aiheuttavat ongelmia kartiokeila-tt-tutkimuk- Kuva 2. Nenän sivuonteloiden kartiokeila-tt-tutkimus. Potilas on 8-vuotias astmaa sairastava poika, jolla on ollut yskää ja tukkoinen nenä. A. Koronaalikuva: Oikea, vasenta pienikokoisempi poskiontelo on lähes umpeen varjostunut (pallo) ja oikea infundibulum on tukossa (katkonuoli), koska processus uncinatus on vetäytynyt orbitaan kiinni (nuoli). B. Sagittaalikuva ja C. Aksiaalikuva: Oikeassa sfenoidaaliontelossa on eritettä (vaakanuoli) ja etmoidaalilokerostossa on pehmytoslisää (pystynuoli). Oikea sfenoetmoidaaliresessi on tukossa (katkonuoli). Vasemmalla sfenoidaaliontelo on ilmapitoinen ja sfenoetmoidaaliresessi on avoin. Kuvat: EHL, HLT Tapio Tammisalo ja EL, LT Jukka Antila. 1065

4 10 Orth RC, Wallace MJ, Kuo MD. Technology Assessment Committee of the Society of Interventional Radiology. C-arm cone-beam CT: general principles and technical considerations for use in interventional radiology. J Vasc Interv Radiol 2008;19: Wallace MJ, Kuo MD, Glaiberman C, Binkert CA, Orth RC, Soulez G. Technology Assessment Committee of the Society of Interventional Radiology. Three-dimensional C-arm cone-beam CT: applications in the interventional suite. J Vasc Interv Radiol 2008;19: Suomalainen A. Cone beam computed tomography in oral radiology. Väitöskirja. Helsingin yliopisto. Helsinki, Scarfe WC, Li Z, Aboelmaaty W, Scott SA, Farman AG. Maxillofacial cone beam computed tomography: essence, elements and steps to interpretation. Aust Dent J 2012;57(Suppl 1): doi: /j x. 14 Daly MJ, Siewerdsen JH, Moseley DJ, Jaffray DA, Irish JC. Intraoperative cone-beam CT for guidance of head and neck surgery: Assessment of dose and image quality using a C-arm prototype. Med Phys 2006;33: Gupta R, Cheung AC, Bartling SH ym. Flat-panel volume CT: fundamental principles, technology, and applications. Radiographics 2008;28: Scarfe WC, Farman AG. What is cone-beam CT and how does it work? Dent Clin North Am 2008;52: Yu L, Vrieze TJ, Bruesewitz MR ym. Dose and image quality evaluation of a dedicated cone-beam CT system for high-contrast neurologic applications. Am J Roentgenol 2010;194:W Schulze R, Heil U, Gross D ym. Artefacts in CBCT: a review. Dentomaxillofac Radiol 2011;40: European Commission. Radiation protection no. 172: cone beam CT for dental and maxillofacial radiology. Evidence based guidelines. A report prepared by the SEDENTEXCT project. Luxembourg: EC; 2011 (siteerattu ). ec.europa.eu/energy/ nuclear/radiation_protection/ doc/publication/172.pdf 20 Säteilyturvakeskus Julkaisut (siteerattu ). stuk-a259/_print/ 21 Wielandts JY, Smans K, Ector J, De Buck S, Heidbüchel H, Bosmans H. Effective dose analysis of three-dimensional rotational angiography during catheter ablation procedures. Phys Med Biol 2010;55: sissa. Niiden vähentämiseksi käytetäänkin erilaisia artefaktan poistoalgoritmeja ja tämän suhteen tehdäänkin paljon kehitystyötä (18). Kun potilas on kuvattaessa makuuasennossa, liikeartefaktoja on tyypillisesti vähemmän, mutta niitä ei voi kokonaan välttää, ja kuvaus vaatii potilailta riittävää yhteistyökykyä. Kuva 3. Sädeannokset Sädeannokset hampaiston ja leukojen alueen kuvantamisessa ovat pääsääntöisesti selvästi pienempiä kuin tavanomaisessa TT-tutkimuksessa. Ne ovat kuitenkin suurempia kuin perinteisissä hampaiston ja leukojen alueen kuvan tamismenetelmissä eli intraoraali-, panoraama- ja kefalometrisissä kuvauksissa (19). Pienimmilläänkin efektiivinen annos on yleensä selvästi panoraamatomografiatutkimusta suurempi ja on 10 μsv:in luokkaa (19), kun hyvin optimoidun monileike-tt:n annos on luokkaa 100 μsv. Kuitenkin kraniofakiaalisiin kuvauksiin käytettävissä laajakenttäisissä kartiokeila-tt-laitteissa annos voi olla jopa μsv (19). Vertailun vuoksi mainittakoon, että keskimääräinen suomalaisen saama säteilyannos on vuodessa noin 3,2 μsv eli noin 10 μsv vuorokaudessa (20), josta noin puolet aiheutuu sisäilman radonista, noin 35 % luonnon taustasäteilystä ja noin 15 % säteilyn käytöstä terveydenhuollossa. Panoraamakuvauksessa puolestaan efektiivinen annos on pienimmillään noin 3 µsv (19). Myös kartiokeila-tt-tutkimuksissa pieniannoksisia tutkimuksia tulee käyttää kuvausindikaation niin salliessa, ja tältä osin laitteet ovat kehittyneet ja kehittyvät koko ajan. Laitekohtaiset erot kartiokeila-tt-tutkimusten sädeannoksissa ja kuvanlaadussa ovat huomattavia ja tutkimusten optimointiin tuleekin jatkossa kiinnittää entistä enemmän huomiota (12). Raajojen kuvaukseen käytettävästä kartiokeila-tt:stä saa µsv:n suuruisen efektiivisen annoksen riippuen muun muassa siitä, kuinka lähellä säteilyherkimpiä elimiä kuvatta- Kaularangan kartiokeila-tt-tutkimus (C0 C3). Potilas on 68-vuotias ruumiillisen työn tekijä, joka on ollut eläkkeellä niskan jäykkyyden ja päänsäryn vuoksi 10 vuotta. Tutkimuksessa todettiin hyvin pitkälle edenneet degeneratiiviset muutokset. A. Koronaalikuva: Vasen C1 2 nivel on ankyloitunut kokonaan (vaakanuoli), densin ympäristössä on runsaasti degeneratiivista uudisluumuutosta (pystynuoli), lisäluuta on myös C1 2 alueella oikealla, fasetissa on nivelruston ohentumaa ja degeneratiivinen kysta (katkonuoli). B. Sagittaalikuva: Dens ottaa kiinni clivukseen kalkkeutuneen apikaaliligamentin takia (nuoli). Kuvat: fysiatrian ja yleislääketieteen EL Seppo Villanen. 1066

5 22 Carter L, Farman AG, Geist J ym. AAOMR. American Academy of Oral and Maxillofacial Radiology executive opinion statement on performing and interpreting diagnostic cone beam computed tomography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008;106: Horner K, Islam M, Flygare L, Tsiklakis K, Whaites E. Basic principles for use of dental cone beam computed tomography: consensus guidelines of the European Academy of Dental and Maxillofacial Radiology. Dentomaxillofac Radiol 2009;38: Brown J, Jacobs R, Levring Jäghagen E ym. Basic training requirements for the use of dental CBCT by dentists : a position paper prepared by the European Academy by Dento Maxillo Facial Radiology. Dentomaxillofac Radiol 2013;43: STUK. Hammasröntgentutkimukset terveydenhuollossa (siteerattu ) ST3-1.pdf 26 Pohlenz P, Blessmann M, Blake F, Heinrich S, Schmelzle R, Heiland M. Clinical indications and perspectives for intraoperative cone-beam computed tomography in oral and maxillofacial surgery. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;103: Harris D, Horner K, Gröndahl K ym. E.A.O. guidelines for the use of diagnostic imaging in implant dentistry A consensus workshop organized by the European Association for Osseointegration at the Medical University of Warsaw. Clin Oral Implants Res 2012;23: Benavides E, Rios HF, Ganz SD ym. Use of cone beam computed tomography in implant dentistry: the International Congress of Oral Implantologists consensus report. Implant Dent 2012;21: Campbell PD Jr, Zinreich SJ, Aygun N. Imaging of the paranasal sinuses and in-office CT. Otolaryngol Clin North Am 2009;42:753 64, vii. 30 Miracle AC, Mukherji SK. Conebeam CT of the head and neck, part 1: physical principles. AJNR Am J Neuroradiol 2009;30: Peltonen LI, Aarnisalo AA, Käser Y ym. Cone-beam computed tomography: a new method for imaging of the temporal bone. Acta Radiol 2009;50: Cakli H, Cingi C, Ay Y, Oghan F, Ozer T, Kaya E. Use of cone beam computed tomography in otolaryngologic treatments. Eur Arch Otorhinolaryngol 2012;269: Julkaistu verkossa va raajan osa sijaitsee. Siten raajan kartiokeila- TT:n säteilyaltistus on samaa tasoa kuin hampaiston kuvaukseen käytettävän kartiokeila- TT:n tuottama altistus. Uudenaikaisesta angiolaitteella tehtävästä kartiokeila-tt-tutkimuksesta saa huomattavasti suuremman säteilyaltistuksen kuin hampaiston tai raajojen kuvaukseen käytetystä kartiokeila-tt:stä. Tämä johtuu mm. säteilytysparametreista, kuvakentän laajemmasta koosta ja säteilyherkempiin vartalon elimiin kohdistuvasta kuvausalueesta. Angiografisen kartiokeila-tt:n tuottama efektiivinen annos on suurin piirtein samaa tasoa kuin monileike-tt:n, eli muutama msv (21). Pään ja kaulan alueen kuvantaminen Hammaslääketieteellinen radiologia Kartiokeila-TT-tutkimuksen aiheista, optimoinnista ja kuvauskriteereistä hammaslääketieteessä on laadittu suositukset Euroopassa ja Yhdysvalloissa (19,22,23). Lisäksi hiljattain on ilmestynyt eurooppalainen suositus hammaslääkärien koulutustarpeista kartiokeila-tt:n käytössä (24). Suomessa STUK on päivittänyt vuonna 2011 voimaan tulleet ST 3.1 eli Hammasröntgentutkimukset terveydenhuollossa -ohjeensa (25), joka kattaa myös kartiokeila-tt-laitteet. Pääsääntönä on, että kartiokeila-tt-tutkimusta käytetään lisätutkimuksena tilanteissa, joita ei voida ratkaista perinteisen kaksiulotteisen hammasröntgentutkimuksen avulla, kun kuvauksen kohteena ovat kovakudosrakenteet. Seuraavassa esitetään kartiokeila-tt-tutkimuksen käyttöindikaatioita hammaslääketieteessä eurooppalaisen Sedentexctin (19) ohjeiden mukaisesti. Perushammashoito Perushammashoidossa kartiokeila-tt-tutkimuksesta on hyötyä vaativassa juurihoidossa tai kun arvioidaan hampaan juuren apikaalialueen muutoksia. Parodontiumin eli hampaiden kiinnityskudosten osalta hankalien luutaskujen diagnostiikassa siitä voi olla hyötyä, ja kartiokeila-tt-tutkimusta voidaan käyttää harkitusti. Kariesdiagnostiikan primaarisena tutkimuksena sitä ei tule käyttää. Lisäksi kahdessa edellä mainitussa tilanteessa täytteistä tulevat artefaktat hankaloittavat usein diagnostiikkaa. Kartiokeila-TT-tutkimuksista tulee kuitenkin arvioida myös mahdolliset ko. löydökset tai niiden epäilyt. Oikomishoitopotilaille laajan kuvakentän kartiokeila-tt-kuvauksia ei tule tehdä rutiinimaisesti, kuten ei myöskään oikomishoidon lisäksi kirurgista hoitoa vaativissa eli ortognaattisissa kirurgisissa hoidoissa. Kartiokeila-TT-tutkimusta voidaan käyttää, jos kyseessä ovat luuston laajat poikkeavuudet ja tilanteissa, joissa muutoin tehtäisiin perinteinen TT-tutkimus. Näiltä osin tarvitaan lisätutkimuksia siitä, mitä hoidollista hyötyä ko. tutkimuksen avulla voidaan saada. Traumat Dentoalveolaari- eli hammas ja/tai hammaslisäkkeen traumoissa kartiokeila-tt-tutkimusta voidaan käyttää, kun tavanomaisilla hammaskuvausmenetelmillä (panoraama- tai intraoraalitutkimus) ei saada riittävästi tietoa. Leukojen ja kasvojen alueen traumoissa sitä voidaan käyttää perinteisen TT-tutkimuksen sijaan etenkin silloin, kun kartiokeila-tt-tutkimuksen sädeannos on TT-tutkimusta pienempi eikä hyvä pehmytkudoskontrasti ole tarpeen. Siten esim. orbitaalialueen murtumissa kartiokeila-tt:n käyttö rajoittuu postoperatiiviseen tilanteeseen. C- kaarilaite soveltuu traumapotilaiden leikkauksenaikaiseen kuvantamiseen (26). Kirurgia Hampaiden poiston suunnittelussa kartiokeila- TT-tutkimusta käytetään varsin yleisesti etenkin alaviisaudenhampaiden kuvauksessa, kun perinteisen kuvantamisen perusteella epäillään alaviisaudenhampaan ja mandibulaarikanavan eli alaleuan hermo-verisuonikimpun sijaintia toistensa lähellä. Tutkimuksen avulla voidaan arvioida mm. mahdollinen viereisen hampaan resorptio. Hammasimplanttihoidon suunnittelu on tyypillinen indikaatio kartiokeila-tt-tutkimukselle, mutta sen ei tulisi olla tässäkään tapauksessa rutiinitutkimus. Eurooppalainen osseointegraatioyhdistys (EAO) on päivittänyt implanttihoitoihin liittyvät kuvantamissuosituksensa (27) hiljattain. Samoin hiljattain on ilmestynyt implanttihoitoja koskeva kansainvälinen konsensusraportti (28). Luustomuutokset, kasvaimet ja kystat Kartiokeila-TT-tutkimusta voidaan käyttää luustomuutosten, (odontogeenisten) kasvainten ja kystien kuvantamiseen ja seurantaan (kuva 1A). 1067

6 33 Alsufyani NA, Flores-Mir C, Major PW. Three-dimensional segmentation of the upper airway using cone beam CT: a systematic review. Dentomaxillofac Radiol 2012;41: Mäkitie A, Paloheimo K, Björkstrand R ym. Teollisen pikavalmistuksen lääketieteelliset sovellukset. Duodecim 2010;126: Faccioli N, Foti G, Barillari M, Atzei A, Mucelli RP. Finger fractures imaging: accuracy of cone-beam computed tomography and multislice computed tomography. Skeletal Radiol 2010;39: De Cock J, Mermuys K, Goubau J, van Petegem S, Houthoofdt B, Casselman JW. Cone-beam computed tomography: a new low dose, high resolution imaging technique of the wrist, presentation of three cases with technique. Skeletal Radiol 2012;41: Koskinen SK, Haapamäki VV, Salo J ym. CT arthrography of the wrist using a novel mobile dedicated extremity cone-beam CT (CBCT). Skeletal Radiol 2013;42: Tuominen EKJ, Kankare J, Koskinen SK, Mattila KT. Weight-bearing CT-imaging of the lower extremity. Am J Roentgenol 2013;200: Kuva 4. Tehohoidossa olevan monivammapotilaan kyynärpään kartiokeila-tt-kuva. Kuva on otettu potilaan ollessa makuuasennossa. vaikka potilaan tajunnantaso on alentunut ja hänellä on raajojen murtumia, ei potilasta tarvitse siirtää vuoteesta kuvauksen ajaksi. Kuvassa näkyy murtumaleikkauksessa jäänyt nivelpinnan inkongruenssi (nuoli). Etenkin yläleuan monimutkaisen anatomian vuoksi tästä tutkimuksesta on monesti enemmän hyötyä kuin panoraama- ja intraoraalikuvista. Jos on tarpeen arvioida myös pehmytkudosten tilanne, tulee sen sijaan käyttää perinteistä TT- tai magneettitutkimusta. Leukanivelten luisten rakenteiden kuvantamiseen kartiokeila-tt-tutkimusta voidaan käyttää perinteisen TT-tutkimuksen sijaan. Sen avulla voidaan arvioida myös nivelraon suuruutta. Jos on tarpeen arvioida pehmytkudosten tilannetta, tulee käyttää magneettitutkimusta. Muut pään ja kaulan alueen kuvantamisindikaatiot Kartiokeila-TT-tutkimus soveltuu hyvin nenän sivuonteloiden eli NSO-tutkimuksiin ilman varjoainetta tehtävän TT-tutkimuksen sijaan (kuva 2) (29,30), ja tähän kartiokeilatutkimusta käytetäänkin jo varsin paljon. Kartiokeila-TT:n avulla mm. yläleuan hampaiden patologiset muutokset saadaan hyvin esiin, ja tarvittaessa potilas voidaan ohjata hammaslääkärin konsultaatioon. Tämän tutkimuksen etuna on pääsääntöisesti pienempi säderasitus kuin TT-tutkimuksen. Kartiokeila-TT:n yhteydessä tehty dakryokystografia antaa lisätietoa kyyneltien patologiasta. Tutkimusta voidaan käyttää myös temporaalialuiden kuvantamiseen (30,31) esim. sisä- tai välikorvaimplanttien sijainnin arvioinnissa, intraoperativisessa temporaalialueen kirurgiassa, patologisten luumuutosten osoittamisessa sekä postoperatiivisten muutosten arvioinnissa (30). Huonon pehmytkudoskontrastin vuoksi kartiokeila-tt:tä ei suositella kolesteatooma- tai otoskleroosidiagnostiikassa. Sen sijaan simpukan ja semisirkulaaristen kanavien anomalioissa siitä on apua. Kartiokeila-TT-tutkimusten käytöstä otolarnyngologisissa hoidoissa on julkaistu hiljattain katsausartikkeli (32). Kartiokeila-TT-tutkimuksen huono pehmytkudoskontrasti tulee ottaa huomioon myös näissä kuvausindikaatioissa. Samoin laitekohtaiset erot ja eri laitteiden soveltuvuus etenkin temporaalialueen pienten rakenteiden kuvantamiseen on syytä muistaa. Laitekehityksen myötä tilanne tai näkymät tämän suhteen ovat hyvät. Tarvitaan kuitenkin enemmän tutkimustietoa kartiokeila-tt-tutkimuksen mahdollisten etujen osoittamiseen perinteiseen TT-tutkimukseen verrattuna (30). Etenkin temporaalialueen kuvauksissa vähäinenkin liikeartefakta voi heikentää oleellisesti kuvatasoa. Kallonpohjan kirurgiassa leikkauksenaikaisesta kuvantamisesta on saatu alustavia lupaavia tuloksia (30). Kartiokeila-TT-tutkimus soveltuu edellä mainittujen lisäksi myös uniapneapotilaiden nielun ilmatilan arviointiin (33). Kartiokeila-TT-tutkimusta voidaan käyttää lisäksi kaularangan kuvantamiseen (kuva 3). Tarkan kovakudosten kuvautumisen lisäksi seisoma- tai istuma-asennossa tehty kuvaus mahdollistaa kuvauksen pään ja kaularangan luonnollisessa asennossa. Kuvausindikaatioita ovat kaularangan, erityisesti C0 C2-tason anatomian arviointi, mukaan lukien anomaliat, murtumat, avulsiovammat, nivelrikon ja reuman erotusdiagnostiikka, hermojuurikanavien ja fasettinivelartroosin arviointi, subluksaatio ja rotaatiovirheasennot sekä luurakenteen arviointi. Rajoitetun kuva-alan kartiokeila-tt-tutkimukset eivät kuitenkaan sovellu kaularankavammojen ensivaiheen kuvantamistutkimukseksi. 1068

7 Samalla kuvauskerralla voidaan ottaa sekä kartiokeila-tt-kuva että 3D-valokuva. Tietokoneavusteinen suunnittelu, valumallit ja 3D-valokuvaus Kartiokeila-TT-tutkimusta sekä TT-tutkimusta voidaan käyttää tietokoneavusteiseen suunnitteluun, ja niiden perusteella voidaan valmistaa myös valumalleja (kuva 1B). Tietokoneavusteinen suunnittelu, kuten myös valumallien käyttö, on lisääntynyt viime vuosien aikana nopeasti. Tähän on vaikuttanut mm. valumallien varsin nopea toimitus ja kohtuullinen hinta sen hyötyihin nähden. Tietokoneavusteisia ohjelmia käytetään esim. hammasimplanttihoitojen yhteydessä (27,28). Valumalleja voidaan käyttää leikkauksen suunnitteluun sekä harjoitteluun. Niiden avulla kommunikaatio myös helpottuu. Valumallien avulla voidaan valmistaa erilaisia proteeseja, implantteja sekä työ- ja apuvälineitä (34). Näin toimenpide voidaan suunnitella etukäteen aiempaa tarkemmin, jonka seurauksena leikkausaika lyhenee. Fyysisten mallien käytön sijaan virtuaalinen suunnittelu on lisääntynyt. Eräisiin kartiokeila-tt-laitteisiin on liitetty kasvojen 3D-valokuvausmahdollisuus. Samassa kuvaustapahtumassa ja kuvausasennossa voidaan ottaa 3D-valokuva kartiokeila-tt-tutkimuksen lisäksi tai tehdä näistä vain toinen tutkimus. 3D-valokuvaa voidaan hyödyntää mm. oikomishoidon ja kirurgian suunnitteluohjelmistoissa. Tämä mahdollistaa esim. pre- ja postoperatiivisen tilanteen vertailun toisiinsa, luiden tai hampaiden sekä pehmytkudosten välisen etäisyyden ja niiden suhteiden arvioinnin. Eri ajankohtina tehtyjä tutkimuksia voidaan myös vertailla keskenään esim. asettamalla tutkimukset päällekkäin. Tuki- ja liikuntaelinradiologia Tuki- ja liikuntaelinradiologiassa uudet raajojen kuvantamiseen soveltuvat laitteet ovat avanneet uusia mahdollisuuksia erityisesti käden ja ranteen sekä nilkan ja jalkaterän kuvantamisessa. Helposti liikuteltava laitteisto voidaan sijoittaa esim. päivystysyksikön luukuvaushuoneeseen, jolloin epäselvissä tapauksissa saadaan varmuus mahdollisesta murtumasta ilman merkittävää aikaviivettä. Kokemukset esimerkiksi ranne- ja kämmenluiden ja näiden välisten nivelten sekä sormien luisten rakenteiden arvioinnista ovat lupaavia (35,36). Kartiokeila-TT on muodostunut rutiinikuvantamistutkimukseksi arvioitaessa veneluun murtuman luutumista ja värttinäluun leikkaushoidon tulosta. Nivelensisäisen varjoaineen käyttö parantaa rustopintojen näkyvyyttä ja mahdollistaa ligamenttirakenteiden arvioinnin (37). Erityispiirteenä on vuodepotilaan kuvauksen helppous, sillä potilaan ei tarvitse nousta vuoteesta, kun kuvataan rannetta, kyynärpäätä tai nilkkaa, vaan laitteisto voidaan asettaa vuoteen viereen siten, että kuvattava raaja saadaan kuvausalueelle (kuva 4). Kuvausrengas voidaan kallistaa 90 astetta, jolloin polven, nilkan ja jalkaterän kuvaaminen seisten on mahdollista (38). Menetelmää käytetään esimerkiksi polven ja nilkan rustopintojen arvioinnissa. Tutkimustyö tuki- ja liikuntaelinten kuvausten sovellusten parissa on vilkasta, eikä laitteiston kaikkia mahdollisuuksia vielä tunneta. Angiografinen kartiokeila-tt-kuvaus Angiografisen kartiokeila-tt-kuvauksen kohteita ovat verisuonirakenteet, joiden kontrastia voidaan parantaa jodivarjoaineen avulla. Alun perin menetelmän pääsovellusalueena oli verisuonikuvantaminen mm. seuraavilla indikaatioilla: malformaatiot, aneurysmat, stenoosit ja tuumorit sekä tuumoreita syöttävien suonten identifiointi. Tekniikan ja kuvanlaadun parantuessa erityisesti vähäisen kontrastin osalta, sovellusvalikoima on laajentunut jatkuvasti. Angiografinen kartiokeila-tt-kuvaus kattaa nykypäivänä myös yhä laajemmin mm. transkatetrisia sekä perkutaanisia toimenpiteitä, esim. maksakasvainten ablaatiot ja erityyppiset embolisaatiot. Kardiologiset sovellukset muodostavat oman vaativan sovellusalueensa angiografisessa kartiokeila-tt-kuvauksessa. Diagnostiikan lisäksi 3D-kuvauksesta saadaan tärkeää tietoa hoidollisten toimenpiteiden ohjaukseen (ml. elektromagneettinen eli EM-navigointi) ja postoperatiiviseen arviointiin leikkaussaliympäristössä. Yhteenveto Kartiokeila-TT-tutkimus on varsin uusi röntgenkuvausmenetelmä, mutta se on jo laajalti käytössä etenkin hammaslääketieteellisessä ra- 1069

8 Sidonnaisuudet Kirjoittajat ovat ilmoittaneet sidonnaisuutensa seuraavasti (ICMJE:n lomake): Anni Suomalainen, Mika Kortesniemi, Seppo K. Koskinen: ei sidonnaisuuksia. diologiassa. Se mahdollistaa tarkan, kolmiulotteisen, kovakudosten kuvantamisen ja siinä sädeannokset ovat pääsääntäisesti tavanomaista TT-tutkimusta pienemmät. Sen haittoja ovat artefaktat ja tyypillisesti huono pehmytkudoskontrasti. Sitä käytetään muutoinkin pään ja kaulan alueen kovakudosten, kuten tuki- ja liikuntaelimistön, kuvantamiseen. Kartiokeila- TT-tekniikka soveltuu myös leikkauksenaikaiseen kuvantamiseen ja toimenpideradiologiaan mukaan lukien angiografiset tutkimukset. Sitä voidaan käyttää myös sädehoidon suunnitteluun ja rintojen kuvantamiseen. Laitekohtaiset erot ovat suuria ja kartiokeila-tt-laitteet on suunniteltu tyypillisesti tietynlaista kuvantamistarkoitusta varten. Kartiokeila-TT:hen liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä tehdään runsaasti. Tutkimustiedon lisääntyessä voidaan sen käyttöindikaatioita tarkentaa ja arvioida siitä saatavaa hyötyä. Lisäksi laitekehityksen myötä kuvanlaatua saataneen entisestään parannettua, artefaktoja vähennettyä ja sädeannoksia pienennettyä nykyiseen verrattuna, mitä on jo tapahtunutkin huomat tavasti. English summary in english Cone beam computed tomography and its clinical applications 1070

9 English summary Anni Suomalainen D.D.S., Ph.D., Specialist in Oral Radiology Head of Department University of Helsinki and Helsinki University Hospital, Department of Radiology, Medical Imaging Center Mika Kortesniemi Seppo K. Koskinen Cone beam computed tomography and its clinical applications Technological advances in radiological imaging have led to the introduction of new methods in many fields of radiology. Conventional CT imaging is a well-known imaging method while cone beam computed tomography (CBCT) is a fairly recent newcomer. For human studies CBCT was initially developed for angiography, and C-arm CBCT scanners have been used increasingly in interventional radiography in both vascular and nonvascular procedures. CBCT imaging is already a widely used method especially in oral radiology allowing accurate three-dimensional imaging of hard tissue structures. The benefits of CBCT are lower cost, smaller size and smaller radiation dose when compared with conventional CT. In addition, these devices are more readily available for dentomaxillofacial examinations than conventional CT devices. Further areas of application include other fields of head and neck imaging where hard tissues are the target of the examination as well as musculoskeletal imaging, radiotherapy guidance and breast imaging. The disadvantages of CBCT imaging are poor soft tissue contrast and artefacts. However, with a different equipment design the CBCT method is also applicable for the imaging of soft tissues, although then the radiation dose is the same or nearly the same as with conventional CT examinations. The continuously increasing research evidence will allow more precise delineation of the indications and benefits of the CBCT in the future. Further improvement in the image quality and lower doses for the patient can be expected. 1070a