Influence of different cone-beam CT image acquisition protocols in the visualization of periodontal structures and in the bone heigth determination : in-vitro study

O objetivo neste estudo foi avaliar a influência de diferentes protocolos de aquisição da imagem de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC) na visualização das estruturas periodontais e na mensuração do nível ósseo alveolar. Inicialmente, foi realizada uma avaliação subjetiva sobre a qualidade de visualização das estruturas periodontais (cortical alveolar, espaço do ligamento periodontal e trabeculado ósseo) em imagens de TCFC, obtidas de crânios macerados com seis diferentes protocolos de aquisição, combinando-se tamanhos de voxel (0,20, 0,30 e 0,40mm) e graus de rotação (180 e 360º). As imagens foram avaliadas por três examinadores que atribuíram escores sobre a qualidade de visualização. Em seguida, realizou-se uma avaliação quantitativa, na qual o nível ósseo de 64 sítios apresentando perda óssea foi medido nas imagens de TCFC e nos crânios macerados. Após 30 dias, a amostra foi reexaminada. Para a avaliação qualitativa, o índice Kappa ponderado foi utilizado para avaliar as concordâncias intra- e interexaminador. As médias dos escores para cada uma das três estruturas periodontais, com cada protocolo de aquisição, foram comparadas utilizando-se a Análise de Variância (ANOVA) e Teste de Tukey. Para os dados quantitativos, o coeficiente de correlação intra-classe (ICC) foi aplicado para verificar as concordâncias intra- e interexaminador. A comparação entre as médias de erro dos diferentes protocolos também foi feita por meio da Análise de Variância (ANOVA) e teste de Tukey. O nível de significância adotado foi de 5%. De modo geral, o protocolo com menor tamanho de voxel e rotação completa do tubo apresentou escore significativamente melhor para a visualização das estruturas periodontais (p<0,0001). As concordâncias intra- e interexaminador também se mostraram fortes na avaliação quantitativa, com valores médios de ICC superiores a 0,90. As médias de erro dos protocolos que utilizaram voxel de 0,40 mm foram significativamente maiores que as dos outros protocolos (p<0,0001). Os protocolos que utilizam tamanhos de voxel de 0,20 e 0,30 mm, independente dos graus de rotação total (360º) ou parcial (180º), apresentaram a mesma acurácia na mensuração do nível ósseo alveolar. O grau de rotação não influenciou o resultado das mensurações do nível ósseo (p>0,05). Concluímos que, em relação à qualidade subjetiva da imagem, a combinação do menor tamanho de voxel (0,20 mm) com o grau de rotação total (360º) proporciona uma visualização significativamente melhor das estruturas periodontais. Do ponto de vista quantitativo, com relação à mensuração do nível ósseo alveolar, os tamanhos de voxel de 0,20 e 0,30 mm, independente dos graus de rotação total (360º) ou parcial (180º), apresentam a mesma acurácia.The aim of this study was to assess the efficacy of cone-beam CT image acquisition protocols in the visualization of periodontal structures and periodontal bone height determination. First, subjective quality assessment of lamina dura delineation, trabecular bone and periodontal ligament space was performed using an ordinal scale ranging from 0 to 3 on CBCT scans obtained of dry skulls, with six different acquisition protocols, varying the voxel size (0.20, 0.30 and 0.40 mm) and degree of rotation (180 and 360º). In addition, a total of 64 sites, in the dry skulls, showing bone loss, were measured with a digital caliper (gold standard) and in the CBCT scans obtained with each protocol (quantitative analysis). The images were evaluated by 3 examiners. After 30 days, the total sample was re-evaluated. For subjective rating, weighted Kappa coefficients were calculated for intra- and inter-rater agreement. The mean scores of each structure in each of the protocols were compared by means of ANOVA one-way. Tukey¿s post hoc test was used to determine significant differences within protocols. For quantitative data, the intraclass correlation coefficients (ICC) was used to evaluate intra- and inter-examiner agreement; one-way ANOVA tested differences in mean errors for each acquisition protocol and Tukey¿s post hoc test was used to determine significant differences within protocols. The images acquired with lower voxel size and complete tube rotation (360º) were significantly superior in the visualization of lamina dura, trabecular bone and periodontal ligament space. ICC showed high intra- and inter-examiner agreement for all observations. There were significant differences (p<.0001) between the mean error (gold standard deviation) of periodontal bone level measurements of the 0.40 mm protocols, when compared with protocols using voxel sizes of 0.20 and 0.30 mm. The mean error of protocol that used 0.40 mm voxel size and half rotation (180º) was 0.57 mm, therefore, clinically significantly. Rotation arch did not influence the measurements of periodontal bone level. In conclusion, protocols that use 0.20 or 0.30 mm of voxel size, independently of the rotation arch, has the same accuracy in the measurement of periodontal bone height. The combination of smaller voxel (0.20 mm) with the complete tube rotation (360º) showed higher efficacy in the visibility of periodontal structures