Dişhekimliğinde bilgisayarlı dijital fark (digital subtraction) radyografisinde kullanılmak üzere yeni bir dental yazılım programı hazırlanması ve in vitro -in vivo araştırmalarla etkinliğinin değerlendirilmesi

Abstract

Belirli zaman aralıklarıyla aynı bölgeden alınan radyografik görüntülerin karşılaştırılmasında tanıyı etkileyen temel problem, bir hastalığın ilerlemesi ya da gerilemesi ile ilgili olan görüntü özellilerinin görüntü üzerinde belirlenmesidir. Farklı zamanlarda alman röntgen film çiftlerinin görsel olarak karşılaştırılması sırasında radyografik değişiklik olan alan üzerine anatomik detayların süperpoze olması sonucu oluşan yapısal kirliliğinin karışıklığa sebep olduğu bilinen bir durumdur (14, 23, 25, 34, 51, 53, 67, 68, 69, 70, 118). Dijital fark radyografisi (DFR) ise bu sorunu ortadan kaldırmayı amaçlayan ve aynı anatomik bölgenin ardışık röntgen filmlerinin değerlendirilmesinde kullanılan bir yöntemdir. Dişhekimliğinde periodontal hastalıklara bağlı alveol kemiği değişikliklerinin belirlenmesi, apikal patolojilerin değerlendirilmesi, arayüz çürüklerinin tanısı ve implantları çevreleyen kemik değişikliklerin izlenmesi amacıyla DFR kullanılmaktadır (14, 18, 43, 48, 52, 78,104,115). Başarılı bir DFR görüntüsü elde edilirken, görüntüleme geometrisi ile radyografik densite ve kontrastın standart olması gerekmektedir. Densite ve kontrast standardizasyonu için Ruttimann ve ark.mn geliştirdiği dijital kontrast düzeltme metodunun kullanımı oldukça yaygındır (85). Geometrik standardizasyon için ise bireysel olarak hazırlanan, ölçü maddesi ve akrilik kullanılarak yapılan oklüzal stent ve sefalostat cihazları kullanılmıştır (13, 14, 19, 21, 22, 23, 32, 42, 51, 52, 53, 56, 67, 68, 85, 102, 108, 110, 112). Bunların dışında, Dunn ve ark. da farklı projeksiyon açılarında alınan görüntü çiftleri arasında geometrik eşleştirme sağlayabilmek amacıyla 4 referans noktasının kullanıldığı bir matematiksel teknik ortaya koymuşlardır (19). Bu çalışmalar ışığında DFR'de kullanılmak üzere görüntülerin geometrik olarak eşleştirilmesinin yanı sıra radyografik densite ve kontrast standardizasyonunu sağlayan, görüntü bükülmesi ve histogram düzleştirilmesi fonksiyonlarına sahip yeni bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Yeni yazılımın etkinliği ve uygulanabilirliğinin in vitro ön çalışmalar ile gösterilmesini takiben, yazılımın performansının değerlendirildiği in vivo araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Farklı hasta gruplarından tedavi öncesi ve tedavi sonrasında görüntü çiftleri elde edildikten sonra, yeni geliştirilen yazılım ve üç farklı görüntü işleme programı kullanılarak bu görüntü çiftlerinin fark görüntüleri oluşturulmuştur. Elde edilen fark görüntüleri gözlemciler tarafından kör bir çalışma kapsamı içinde değerlendirilerek, programların performansları kantitatif olarak belirlenmiştir. In vitro ve in vivo çalışmalarımızın sonuçlan, yeni geliştirilen bilgisayar programının klinik uygulamalarda elde edilen röntgen film çiftlerinin fark görüntülerini etkin bir şekilde oluşturabildiğini göstermiştir.

The diagnostic problem of comparing radiographic images over time lies primarily in the identification of the image features that are solely related with the progression or regression of a particular disease. It is common knowledge that visual comparison of paired radiographs corresponding to different time instances creates confusion, mainly due to the presence of structured noise resulting from anatomical details projected over the area of radiographic change (14, 23, 25, 34, 51, 53, 67, 68, 69, 70, 118). Digital subtraction radiography (DSR) is a useful method for assessing the small differences on serially taken radiographs of the same anatomical region. DSR has been used for evaluation of periodontal changes and periapical lesions, diagnosis of proximal caries and evaluation of bony change surrounding the dental implants (14, 18, 43, 48, 52, 78, 104, 115). The standardization of the radiographic density, contrast and geometry are essential for the acquisition of an accurate DSR image. The methods for the standardization of density and contrast generally apply robust digital method that was introduced by Ruttimann et al (85). For geometric standardization of the radiographs the occlusal stent that is prepared individually by using impression material and acrylic, and the cephalostat have been adopted (13, 14, 19, 21, 22, 23, 32, 42, 51, 52, 53, 56, 67, 68, 85, 102, 108, 110, 112). Additionally, Dunn at al. stated a mathematical technique that used 4 reference points for establishing the geometric alignment between a pair of images taken at different projection angles (19). On the basis of these studies, a new computer program was developed for DSR which had the functions of histogram smoothing and image warping for the standardization of the radiographic density, contrast and the geometric alignment of the images. The applicability and efficacy of the new software was established previously in in vitro studies; then, the performance of the new software was evaluated in clinical conditions by means of in vivo studies. Preoperative and postoperative radiographic images of different treatment groups of patients were obtained and the subtraction analyses were performed by using the new software and three different image processing programs. Observers evaluated the performances of the programs by reviewing the subtraction images in a blind-folded fashion. The results of our in vitro and in vivo studies revealed that DFR images of the radiographic image pairs which were obtained in clinical applications were produced effectively by using the newly developed program.