Цель: Исследовать минимальную толщину дентину в мезиальных каналах нижних моляров вдоль шейной и средней треть корня с помощью технологии микро-компьютерной томографии (микро-КТ) и цифрового анализа изображений.
Методология: Были выбраны и отсканированы пятьдесят мезиальных корней нижних моляров с двумя независимыми каналами (мезиобуккальный и мезиолингвальный) на корональном и среднем уровнях в устройстве микро-КТ. После процедур реконструкции было проанализировано примерно 468 срезов на корень, охватывающих 7 мм ниже области разветвления мезиального корня, для измерения минимальной толщины дентину (опасная зона [ОЗ]) в каждом срезе как из дистальных, так и из мезиальных областей мезиальных каналов с помощью автоматического процесса сегментации.
Результаты: Значения ОЗ в мезиобуккальных каналах варьировались от 0.67 до 1.93 мм, со средним значением 1.13 ± 0.21 мм. Для мезиолингвальных каналов ОЗ варьировалась от 0.77 до 1.89 мм со средним значением 1.10 ± 0.21 мм. Не было соответствия в ОЗ между мезиобуккальными и мезиолингвальными каналами на одном и том же поперечном сечении в 71% образцов. Более того, минимальная толщина дентину находилась в мезиальной области корней в 22% и 18% мезиолингвальных и мезиобуккальных каналов соответственно.
Выводы: Наименьшая толщина дентинного слоя была на медиальной плоскости корней в около 40% каналов. Вертикальное расположение DZ относительно области разветвления находилось в средней трети корня.
Введение
Перфорации в средней части корня обычно возникают из-за чрезмерной инструментальной обработки уже тонкой дентинной стенки, что может серьезно повлиять на результат лечения корневых каналов (Estrela и др. 2018). Эти перфорации исторически связывались с дистальной областью медиальных корней в нижнечелюстных молярах, и, таким образом, Abou-Rass и др. (1980) ввели концепцию «опасной зоны» (DZ) в начале 1980-х годов. На самом деле, эти авторы официально сообщили то, что опытные клиницисты уже знали: часто медиальные каналы нижнечелюстных моляров не занимают центральное положение в корне, а дистальная область между каналом и разветвлением корня относительно тонкая, так называемая DZ, которая более уязвима к перфорациям. С другой стороны, безопасная зона была описана как медиальная область медиального корня с более толстой дентинной оболочкой, которая часто минимально обрабатывается эндодонтическими инструментами. Вкратце, Abou-Rass и др. (1980) указали на важность этой анатомической области во время формования канала и с тех пор многие исследования оценивали безопасность различных техник подготовки в медиальных каналах нижнечелюстных моляров (Garcia Filho и др. 2003, Akhlaghi и др. 2010, Silva и др. 2017).
Анатомия DZ, а также оценка техник подготовки каналов и инструментов основывались на разрушительных и инвазивных подходах (т.е. методах секционирования) (Garcia Filho и др. 2003, Akhlaghi и др. 2010). Это приводит к серьезным экспериментальным ограничениям, так как позволяет анализировать только несколько срезов на корень.
В начале 2000-х годов введение микрокомпьютерной томографии (микро-КТ) открыло новые возможности для эндодонтических исследований, поскольку эта технология позволяет проводить точные недеструктивные продольные двухмерные (2D) и трехмерные (3D) оценки (Peters и др. 2001, 2003, De-Deus и др. 2015, 2016, Silva и др. 2017), поскольку микро-КТ основана на мощном рентгеновском источнике, который позволяет визуализировать и измерять внешние и внутренние структуры непрозрачного объекта без необходимости предварительной подготовки образца или химической фиксации. Например, микро-КТ с математическим моделированием предоставила информацию о толщине дентинных слоев с интервалами в 1 мм (Harris и др. 2013). Однако детальная морфологическая информация о DZ остается непоследовательной, скудной и иногда противоречивой, так как оценка всего лишь нескольких поперечных сечений на образец является довольно бессмысленной, особенно при использовании технологии микро-КТ. Lee и др. (2015) кажется единственным исследованием микро-КТ, которое использовало высокое разрешение и меньшие интервалы срезов (0.1 мм). Поэтому всестороннее анатомическое исследование зон опасности и безопасности в мезиальных корнях нижних моляров является актуальным и может помочь снизить риск перфораций в средней части корня в области разветвления или ненужной потери здоровой дентинной ткани, что, как кажется, способствует долгосрочному выживанию зубов (Soares и др. 2008).
Настоящее исследование имеет описательный характер и было разработано для изучения наименьшей толщины дентин в мезиальных каналах нижних моляров вдоль шейной и средней треть корня с помощью технологии микро-КТ и цифрового анализа изображений.
Материалы и методы
Выбор образцов и визуализация
Настоящее ex vivo исследование было одобрено Этическим комитетом исследований Федерального университета Флуминенсе. Изначально было выбрано сто умеренно изогнутых мезиальных корней (10–20°) первых и вторых нижних моляров, отобранных по методу Шнайдера (Schneider 1971), длиной 10 ± 1 мм, которые были визуализированы с помощью сканера микро-КТ (SkyScan 1173; Bruker microCT, Контрих, Бельгия) при 14.25 мкм (размер пикселя), 70 кВ, 114 мА, 180° вращения вокруг вертикальной оси, шаг вращения 0.7°, время экспозиции камеры 250 миллисекунд и среднее значение кадров 4, с использованием алюминиевого фильтра толщиной 1 мм. Изображения были реконструированы (NRecon v. 1.7.1.6; Bruker microCT) с аналогичными параметрами для упрочнения пучка (35–45%), коррекции артефактов кольца (3–5) и пределов контраста (0–0.05). Затем было выбрано пятьдесят мезиальных корней с двумя независимыми каналами (мезиобуккальный и мезиолингвальный) на корональном и среднем уровнях. Ни один из образцов не имел пломбировки корня, кариеса корня, трещин, переломов и внутренней или внешней резорбции.
Анализ изображений
Объем интереса был выбран от уровня разветвления до 3 мм от анатомического апекса мезиальных корней, что соответствует примерно 468 срезам на корень, всего 23400 срезов. Была разработана процедура анализа изображений для измерения минимальной толщины дентиновой ткани как с дистальной, так и с мезиальной стороны мезиальных каналов нижних моляров с использованием ранее валидированного плагина BoneJ (Doube и др. 2010), реализованного в программном обеспечении Fiji/ImageJ (Fiji v.1.51n; Мэдисон, Висконсин, США). Сначала к стеку применялся 3D медианный фильтр для снижения общего шума (Neves и др. 2015), и дентин был бинаризован с использованием алгоритма минимального порога. Затем плагин BoneJ использовался для определения положения и измерения наименьшей толщины дентиновой ткани в каждом срезе для обоих мезиальных каналов.
Была создана и сохранена трехмерная карта толщины дентиновой ткани для толщины структуры в программном обеспечении CTAn v.1.15 (Bruker microCT) и загружена в программное обеспечение CTVox v.3.3 (Bruker microCT) для генерации цветных 3D моделей мезиальных корней нижних моляров.
Результаты
Таблица 1 представляет описательные данные для всех образцов относительно наименьшей толщины дентин (DZ) и ее расположения относительно области разветвления. Таблица 2 показывает расположение DZ для всех образцов в зависимости от расстояния от области разветвления, распределенного по интервалам в 1 мм.
Таблица 1 Описательные данные относительно наименьшей толщины дентин (DZ) и расположения DZТаблица 2 Распределение расположения DZ вдоль поперечных сечений для всех образцов в зависимости от расстояния от области разветвления
Значения DZ в мезобуккальных каналах варьировались от 0.67 до 1.93 мм, со средним значением 1.13 ± 0.21 мм. Для мезиолингвальных каналов DZ варьировалось от 0.77 до 1.89 мм, со средним значением 1.10 ± 0.21 мм. Не было соответствия в DZ между мезобуккальными и мезиолингвальными каналами на одном и том же поперечном уровне в 71% образцов. Более того, DZ был направлен к мезиальной области корней в 22% и 18% мезиолингвальных и мезобуккальных каналов соответственно (Рис. 1 и 2).
Рисунок 1 Поперечные изображения 3 мезиальных корней нижних моляров, показывающие нецентрованное положение мезиальных каналов. a1, a2 и a3 показывают самую тонкую дентину в мезиальной области в мезиолингвальном канале и в дистальной области в мезобуккальном канале. b1, b2 и b3 показывают DZ в дистальной области как в мезиолингвальном, так и в мезобуккальном каналах. c1, c2 и c3 показывают DZ в мезиальной области как в мезиолингвальном, так и в мезобуккальном каналах.Рисунок 2 Срезы 3 мезиальных корней нижних моляров, показывающие нецентрованное положение мезиальных каналов. d1, d2 и d3 показывают самую тонкую дентину в дистальной области мезиолингвального канала и мезиальной области в мезиобуккальном канале. e1, e2 и e3 показывают DZ в дистальной области как в мезиолингвальном, так и в мезиобуккальном каналах. fРисунок 3 показывает цветовые представления толщины дентиновых слоев в мезиальных корнях пяти представительных нижних моляров. Качественный анализ показал, что нецентрованное положение мезиальных каналов и асимметричная форма корня приводят к изменчивой толщине дентинового слоя на разных уровнях и в разных направлениях, включая области, обращенные к мезиальному аспекту корня в некоторых случаях.Рисунок 3 Трехмерные цветовые модели пяти нижних моляров, показывающие, что нецентрованное положение мезиальных каналов и асимметричная форма корня приводят к изменчивой толщине дентинового слоя на разных уровнях и в разных направлениях корней.ОбсуждениеНастоящее исследование предоставило два инновационных результата относительно анатомической зоны DZ. Во-первых, наименьшая толщина дентиновой ткани находилась в мезиальной плоскости корней примерно в 40% каналов (22% и 18% мезиолингвальных и мезибуккальных каналов соответственно). Во-вторых, вертикальное расположение DZ относительно области разветвления находилось в средней трети корня.Соответствующие оригинальные данные, выявленные в настоящем исследовании, касались положения DZ в поперечном сечении корня. Традиционно понимание классической концепции DZ относится к дистальной области между основным каналом и разветвлением корня, которая имеет наименьшую толщину дентиновой ткани и более подвержена развитию перфораций. Однако текущие результаты показали, что DZ смещалась к области разветвления только в 60% оцененных поперечных сечений. В других 40% срезов наименьшая толщина дентиновой ткани находилась в мезиальной области корней, что противоречит общепринятому мнению (Abou-Rass и др. 1980). Также, используя анализ микрокомпьютерной томографии, Lee и др. (2015) обнаружили наименьшую толщину стенки корневого канала в мезиальной части корня в 15% и 33% образцов, что соответствует настоящим результатам.Оцененная в настоящем исследовании DZ находилась на глубине до 4 мм под областью разветвления только в 35% образцов, в то время как большинство образцов показали, что DZ находилась между 4 и 7 мм ниже области разветвления. Другими словами, DZ, подверженные либо перфорации, либо ненужной потере дентин, расположены больше в средней трети корня (4.37 ± 1.68 мм под областью разветвления), чем сообщалось ранее (Таблица 1). Эта находка является инновационной, поскольку предыдущая информация описывала анатомическое положение DZ, сосредоточенное на глубине до 4 мм ниже уровня разветвления (Kessler и др. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho и др. 2003, Sauáia и др. 2010, Tabrizizadeh и др. 2010, Akhlaghi и др. 2015).Стоит отметить, что средняя минимальная толщина дентин на дистальных поверхностях в мезиальных корнях нижних моляров, найденная в этом исследовании, составила 0.67 мм, что меньше, чем обычно сообщается в литературе: Lim & Stock (1987) = 0.94 мм, Garcia Filho и др. (2003) = 0.79 мм, Kessler и др. (1983) = 1.08 мм, Akhlaghi и др. (2015) = 1.05 мм, Berutti & Fedon (1992) = 1.2 мм и Tabrizizadeh и др. (2010) = 1.3 мм. Информация о минимальных значениях толщины дентин в основном была получена из исследований, основанных на разрушительных методах сечений и прямом оптическом микроскопическом наблюдении нескольких срезов мезиальных корней. Одним из исключений является исследование с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии с низким пространственным разрешением (Akhlaghi и др. 2015). Другим исключением является исследование с использованием микро-КТ, которое показало значения 0.81 мм, но измерения проводились только на глубине 1.5 мм ниже области разветвления (Harris и др. 2013). Оригинальные результаты, представленные в этом исследовании, вероятно, являются следствием методологического прогресса, достигнутого благодаря взаимодействию между технологией микро-КТ и автоматической вычислительной рутиной для цифрового анализа и обработки изображений. Фактически, накопленный объем доказательств о DZ был создан в основном на основе разрушительных методов и прямого микроскопического наблюдения нескольких сечений корня на зуб (Kessler и др. 1983, Berutti & Fedon 1992, Garcia Filho и др. 2003, Sauáia и др. 2010, Tabrizizadeh и др. 2010). Более того, даже исследования, которые использовали технологию микро-КТ, проводили оценку только нескольких поперечных изображений (Harris и др. 2013, Ordinola-Zapata и др. 2019). В этом исследовании было выполнено полное 3D-картирование толщины дентин вдоль всей шейки и средней трети, что позволило получить данные из сотен поперечных сечений на корень. Более того, измерения, выполненные автоматической вычислительной рутиной, более надежны и точны. Замечательно, что автоматизированный анализ позволил быстро измерить тысячи срезов, что сделало эксперимент менее трудоемким и времязатратным. Более того, возраст зубов является неконтролируемой переменной, которая могла повлиять на настоящие результаты, по крайней мере, в какой-то степени. Использовались хранящиеся зубы с неизвестной информацией о возрасте; поскольку возраст влияет на общий размер канала, вероятно, он также влияет на общую толщину дентин.ВыводыНаименьшая толщина дентин в извлеченных нижних первых и вторых молярах находилась в области мезиальной плоскости корней примерно в 40% каналов, в то время как общая вертикальная позиция DZ находилась в средней трети корня.Авторы: G. De-Deus, E. A. Rodrigues, F. G. Belladonna, M. Simões-Carvalho, D. M. Cavalcante, D. S. Oliveira, E. M. Souza, K. A. Giorgi, M. A. Versiani, R. T. Lopes, E. J. N. L. Silva, S. PaciornikСсылки:Abou-Rass M, Frank AL, Glick DH (1980) Метод антикривой обивки для подготовки изогнутого корневого канала. Journal of the American Dental Association 101, 792–4.Akhlaghi NM, Kahali R, Abtahi A, Tabatabaee S, Mehrvarzfar P, Parirokh M (2010) Сравнение удаления дентин с использованием инструментов V-taper и K-Flexofile. International Endodontic Journal 43, 1029–36.Akhlaghi NM, Bajgiran LM, Naghdi A, Behrooz E, Khalilak Z (2015) Минимальная остаточная толщина корня после использования ProTaper, RaCe и Gates-Glidden: исследование с использованием конусно-лучевой компьютерной томографии. European Journal of Dentistry 9, 228–33.Berutti E, Fedon G (1992) Толщина цемента/дентин в мезиальных корнях нижних первых моляров. Journal of Endodontics 18, 545–8.De-Deus G, Belladonna FG, Silva EJ и др. (2015) Микро-КТ оценка неинструментированных участков канала с различными расширениями, выполненными NiTi системами. Brazilian Dental Journal 26, 624–9.De-Deus G, Belladonna FG, Marins JR и др. (2016) О причинно-следственной связи между дефектами дентин и подготовкой корневого канала: оценка с помощью микро-КТ. Brazilian Dental Journal 27, 664–9.Doube M, Kłosowski MM, Arganda-Carreras I и др. (2010) BoneJ: бесплатный и расширяемый анализ изображений костей в ImageJ. Bone 47, 1076–9.Estrela C, Decurcio DA, Rossi-Fedele G, Silva JA, Guedes OA, Borges AH (2018) Перфорации корня: обзор диагностики, прогноза и материалов. Brazilian Oral Research 32, e73.Garcia Filho PF, Letra A, Menezes R, Carmo AM (2003) Опасная зона в нижних молярах до инструментирования: исследование in vitro. Journal of Applied Oral Sciences 11, 324–6.Harris SP, Bowles WR, Fok A, McClanahan SB (2013) Анатомическое исследование нижнего первого моляра с использованием микро-компьютерной томографии. Journal of Endodontics 39, 1374–8.Kessler JR, Peters DD, Lorton L (1983) Сравнение относительного риска перфораций корня моляра с использованием различных техник эндодонтического инструментирования. Journal of Endodontics 9, 439–47.Lee JK, Yoo YJ, Perinpanayagam H и др. (2015) Трехмерное моделирование и одновременные измерения анатомии корня в мезиальных корнях нижнего первого моляра с использованием микро-компьютерной томографии. International Endodontic Journal 48, 380–9.Lim SS, Stock CJ (1987) Риск перфорации в изогнутом канале: антикривая обивка по сравнению с техникой шагового отступа. International Endodontic Journal 20, 33–9.Neves AA, Silva EJ, Roter JM и др. (2015) Использование потенциала бесплатного программного обеспечения для оценки результатов биомеханической подготовки корневого канала с помощью изображений микро-КТ. International Endodontic Journal 48, 1033–42.Peters OA, Schönenberger K, Laib A (2001) Влияние четырех техник подготовки Ni-Ti на геометрию корневого канала, оцененное с помощью микро-компьютерной томографии. International Endodontic Journal 34, 221–30.Ordinola-Zapata R, Martins JNR, Versiani MA, Bramante CM (2019) Микро-КТ анализ толщины опасной зоны в мезобуккальных корнях верхних первых моляров. International Endodontic Journal 52, 524–9.Peters OA, Peters CI, Scho€nenberger K, Barbakow F (2003) Подготовка корневого канала ProTaper: влияние анатомии канала на окончательную форму, проанализированную с помощью микро-КТ. International Endodontic Journal 36, 86–92.Sauáia TS, Gomes BP, Pinheiro ET и др. (2010) Толщина дентин в мезиальных корнях нижних моляров с различной длиной. International Endodontic Journal 43, 555–9.Schneider SW (1971) Сравнение подготовки каналов в прямых и изогнутых корневых каналах. Oral Surgery Oral Medicine Oral Pathology 32, 271–5.Silva EJNL, Pacheco PT, Pires F, Belladonna FG, De-Deus G (2017) Микро-компьютерная томографическая оценка транспортировки канала и способности центрирования систем ProTaper Next и Twisted File Adaptive. International Endodontic Journal 50, 694–9.Soares PV, Santos-Filho PC, Queiroz EC и др. (2008) Устойчивость к разрушению и распределение напряжений в эндодонтически обработанных верхних премолярах, восстановленных композитной смолой. Journal of Prosthodontics 17, 114–9.Tabrizizadeh M, Reuben J, Khalesi M, Mousavinasab M, Ezabadi MG (2010) Оценка толщины радикального дентин в опасной зоне нижних первых моляров. Journal of Dentistry (Tehran) 7, 196–9.
