Dentale Volumentomographie (DVT) – S1-Empfehlung

Diese Leitlinie bildet den derzeitigen Wissensstand bezüglich. Technik, Anwendung, Dosis und des rechtlichen Umfeldes ab. Sie dient der Definition von prinzipiellen Rahmenbedingungen bei der Anwendung der DVT innerhalb der Zahnheilkunde in Deutschland und soll hierfür Handlungsempfehlungen etablieren.

Wie bei jeder Röntgenuntersuchung gilt auch bei der Anwendung der DVT grundsätzlich das ALARA-(As low as reasonably achievable-)Prinzip [26, 8], das heißt, dass die Anwendung mit der für die Fragestellung geringst möglichen Strahlendosis bei gleichzeitig suffizienter Abbildungsqualität zu erfolgen hat. §23 der Röntgenverordnung (RöV) fordert zusätzlich im Rahmen der rechtfertigenden Indikation „die Feststellung, dass der gesundheitliche Nutzen der Anwendung am Menschen gegenüber dem Strahlenrisiko überwiegt“ [4]. Da es sich bei der DVT um eine relativ neue Technik handelt, ist die wissenschaftliche Datenlage noch lückenhaft. Es liegen nur sehr wenige Daten mit einem Evidenzgrad von A oder B vor, welche den tatsächlichen diagnostischen oder therapeutischen Vorteil bei Verwendung einer DVT im Vergleich zur Anwendung herkömmlicher zweidimensionaler Röntgenprojektionsverfahren nachweisen. Andererseits liegen für einige technische Aussagen Informationen vor, die aufgrund ihres logisch-analytischen Charakters unter den Evidenzgrad A einzuordnen sind. Auf Basis der Evidenzlage, die sich in ihrer Bewertung an den Evidenzgraden der Europäischen Leitlinie zum Strahlenschutz in der zahnärztlichen Röntgenologie [26] orientiert, werden verschiedene Grade der Empfehlungen durch die Formulierungen „soll“, „sollte“ und „kann“ ausgedrückt.

Zahnärzte einschließlich Fachzahnärzte für Kieferorthopädie, für Oralchirurgie und für Parodontologie sowie Ärzte für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie.

Bei der DVT handelt es sich um eine digitale Aufnahmetechnik, bei der ein drei - dimensionales (3D) Strahlenbündel und ein Flächendetektor verwendet wird. Auf einer zirkulären Bahn wird eine große Anzahl von Projektionsaufnahmen erzeugt, aus denen unmittelbar ein 3D Volumen des zu untersuchenden Körperteils berechnet wird. Für das Verfahren typisch sind eine isometrische Ortsauflösung im Volumen in allen drei Raumrichtungen sowie die Konzentration auf die Darstellung von Hochkontrast, das heißt auf Hartgewebe. Gegenüber der klassischen (Einzeilen-)Computertomographie (CT) grenzt sich die DVT durch die Verwendung eines drei dimensionalen Nutzstrahlenbündels sowie eines zweidimensionalen Bildrezeptors technisch ab.

Die auf dem Markt befindlichen Geräte unterscheiden sich hardwareseitig hauptsächlich in der Größe des abgebildeten Volumens (Field of View, FOV), der verwendeten Detektortechnologie (Bildverstärker, Flachpanel- Detektoren) sowie der Patientenpositionierung. Letztere kann sowohl (selten) liegend, als auch sitzend beziehungsweise stehend erfolgen. Softwareseitig unterscheiden sich die derzeitigen Geräte vorwiegend in den Rekonstruktionsalgorithmen (meist Modifikationen des bekannten, approximativen Feldkamp Algorithmus [10]) sowie in den zusätzlichen Funktionalitäten der Ausgabe- Software.

Die Art des Mess- und Rekonstruktionsvorgangs der DVT bedingt einige unvermeidliche Rekonstruktionsprobleme, die zu den teilweise auch aus der CT bekannten Artefakten führen. Typisch sind hierbei Auslöschungs- und Aufhärtungsartefakte bedingt durch hochdichte Strukturen (zum Beispiel metallische Restaurationen) in Strahlengangsrichtung [58]. Diese können die Beurteilung von unmittelbar angrenzenden Strukturen (zum Beispiel Approximalräume in der Kariesdiagnostik) unmöglich machen, teilweise können auch pathologische Strukturen vorgetäuscht werden. Weiterhin kann es zu Aliasing-Artefakten kommen (sogenannte Moiré-Muster, das heißt sich wiederholende Muster oder Streifen im Bild) [41, 42]. Bedingt durch die derzeit noch relativ langen Umlaufzeiten treten zudem Verwacklungsartefakte auf [22], welche aus technischen Gründen bei höherer Ortsauflösung zunehmen.

Bezüglich der Strahlenbelastung durch DVTAufnahmen sind derzeit nur begrenzt belastbare Daten verfügbar. Die effektive Dosis berechnet nach den ICRP-Gewichtungsfaktoren von 2007 [52] schwankt zwischen den einzelnen Geräten beträchtlich, sie liegt zwischen 13μSv und 1073μSv [34, 36–38] (Panoramaschichtaufnahme: zwischen 10μSv und 20μSv [56, 57]). Generell gilt, dass Kinder und Jugendliche ein erheblich erhöhtes Risiko von Folgeschäden nach einer Exposition mit ionisierender Strahlung aufweisen [26], weswegen bei ihnen eine besonders sorgfältige Nutzen-Risiko-Abwägung zu erfolgen hat. Die Einblendung auf die zur Darstellung der untersuchten Region notwendige Feldgröße führt zur Dosisreduktion [34]. Im Vergleich zur herkömmlichen Computertomographie (Standard- Protokoll) ist die effektive Dosis im Mittel (über alle Feldgrößen) bei der DVT erheblich reduziert [36, 38] (Tabelle 1).

Aus Gründen des Strahlenschutzes gilt auch für die DVT die Einblendung des Nutzstrahlenbündels, das heißt die Eingrenzung des resultierenden FOV auf die interessierende anatomische (Teil-)Region. Die nach §28 RöV verpflichtende Erhebung und Aufzeichnung eines Befundes [4] gilt für das gesamte dargestellte Volumen.

Dreidimensionale Röntgenbildgebung bietet gegenüber den herkömmlichen zweidimensionalen Verfahren den grundsätzlichen Vorteil, die natürlicherweise vorliegende Dreidimensionalität anatomischer Strukturen ohne Dimensionsverlust wiedergeben zu können. Im Gegensatz zum zweidimensionalen Röntgen, wo die Information in Strahlengangsrichtung stark reduziert wird, ermöglicht das dreidimensionale Röntgen, zum Beispiel die DVT, die Darstellung der abgebildeten anatomischen Strukturen in allen Raumrichtungen. Dies führt zu einem erhöhten Informationsgehalt dreidimensionaler Aufnahmen. Die räumliche Zuordnung von anatomischen Strukturen wird in drei Dimensionen häufig überhaupt erst möglich. Für viele Fragestellungen liegt jedoch keine Evidenz dahingehend vor, inwieweit diese Zusatzinformation einen klinischen Vorteil für den Patienten beziehungsweise einen erhöhten diagnostischen Nutzen erbringt.

Innerhalb der Leitlinie werden grundsätzliche Indikationsgebiete innerhalb des zahnmedizinischen Anwendungsspektrums definiert, die aus Gründen der Übersichtlichkeit einzelnen zahnmedizinischen Teilgebieten zugeordnet sind. Eine abschließende Aussage über mögliche Indikationen ist aufgrund des geringen Verwendungszeitraumes der neuen Technik derzeit noch nicht möglich.

Die rechtliche Grundlage für die Entscheidung bezüglich der Anfertigung einer Röntgenaufnahme bildet die rechtfertigende Indikation, die unter anderem die Feststellung erfordert; „dass der gesundheitliche Nutzen der Anwendung am Menschen gegenüber dem Strahlenrisiko überwiegt“ [4]. Die DVT bildet derzeitig eine ergänzende Röntgentechnik, die möglicherweise zukünftig auch für bestimmte Fragestellungen die herkömmlichen zweidimensionalen Techniken ersetzen kann. Die DVT ist prinzipiell in allen Teilgebieten der Zahnmedizin einsetzbar, die einer Röntgendiagnostik zugänglich sind. Es zeichnen sich derzeit verschiedene Einsatzgebiete ab, die im Folgenden nach Teilgebieten geordnet angeführt werden.

Bei ungefüllten Zähnen erreicht eine hochauflösende DVT-Untersuchung die Sensitivität von filmbasierten oder digitalen Intraoralaufnahmen [1, 16]. In der Nachbarschaft von Metallrestaurationen treten jedoch Metallartefakte [58] sowie Artefakte bedingt durch die Hartsubstanz der Nachbarzähne auf, die in der klinischen Anwendung die approximale Kariesdiagnostik unmöglich machen können.

Daher ist die DVT zur Kariesdiagnostik, insbesondere von approximalen Läsionen, kaum geeignet.

Die folgenden Indikationsgebiete innerhalb der einzelnen Fachgebiete werden derzeit diskutiert oder sind bereits erkennbar, bei denen eine DVT-Untersuchung erfolgen kann:

Endodontie:

• apikale Veränderungen bei Vorliegen klinischer Auffälligkeiten, wenn diese auf zweidimensionalen Aufnahmen nicht detektierbar bezeihungsweise räumlich korrelierbar sind [35, 47]• Wurzelfrakturen, da diese aus rein mathematischen Gründen [44] sicherer identifiziert werden als mit zweidimensionalen Aufnahmen [17]• Wurzelresorptionen zum Beispiel nach Zahntrauma [5]Parodontologie:• Visualisierung der knöchernen Parodontalsituation, da die dreidimensionale parodontale Morphologie gut abgebildet wird [9, 40, 54]

In der zahnärztlichen Prothetik bietet die DVT zusätzliche Möglichkeiten in der Diagnostik und in der Therapieplanung. Zukünftig könnten die DVT-Daten in Kombination mit digitalen Daten intraoraler Scanner durch Integration in eine Planungssoftware zusätzliche Möglichkeiten in der Therapieplanung im Sinne eines virtuellen Set-Ups bereitstellen. Evidenzbasierte Daten sind zu dieser Thematik zum Zeitpunkt der Leitlinienerstellung nur unzureichend oder gar nicht verfügbar. Derzeit sind die folgenden Indikationsgebiete für die zahnärztliche Prothetik erkennbar, bei denen eine DVT-Untersuchung erfolgen kann:

• zusätzliche Informationen zur Diagnostik der Pfeilerwertigkeit (Wurzeloberfläche, Furkationsbefunde, ...)• Visualisierung des quantitativen und qualitativen Knochenangebotes (implantatgestützter Zahnersatz, herausnehmbare Prothetik)• Darstellung von Nervenaustrittspunkten (implantatgestützter Zahnersatz, herausnehmbare Prothetik)• Diagnostik von knöchernen Erkrankungen des Kiefergelenks [12, 25, 28, 30, 33]• virtuelle Planung von implantatprothetischen Versorgungen [14]• Verknüpfung der 3D-Daten mit der Konstruktions-Software von CAD/CAMSystemen (zum Beispiel für CAD/CAMgefertigte Bohrschablonen, Langzeitprovisorien oder definitiven Zahnersatz)

In der Diagnostik und Therapie craniomandibulärer Dysfunktionen ergänzen bildgebende Verfahren die klinischen und instrumentellen diagnostischen Verfahren. Tomographische Röntgenverfahren sind dabei grundsätzlich nur zur Darstellung knöcherner Veränderungen in der Kiefergelenkregion zielführend. Mehrere wissenschaftliche Studien zeigen, dass mit der DVT im Minimum gleiche Resul tate wie mit klassischen Tomographien [25] oder Computertomographien [24, 45] der Kiefergelenke erzielt werden können. Im Hinblick auf quantitative Auswertungen zeigen DVTs sehr gute Übereinstimmungen mit den tatsächlichen Messungen an makroskopisch-anatomischen Präparaten [20, 23].

Die DVT sollte daher den klassischen Kiefergelenk- Projektionsaufnahmen, zum Beispiel nach Parma und nach Schüller, vorgezogen werden [12, 24, 25, 39, 45].

Für den Nachweis erosiver Veränderungen [28] insbesondere am Kondylus kann die DVT verwendet werden [29].

Für die Darstellung von Knorpelstrukturen bleibt die Magnetresonanztomographie das Verfahren der Wahl, zumal hierin die knöchernen Konturen ebenfalls in dreidimensionalen Schnittbildern zur Darstellung kommen.

Derzeit erkennbare Hauptindikationen, für welche eine DVT zur Kiefergelenksdiagnostik herangezogen werden kann, sind:

• Ausschluss primärer Kiefergelenkerkrankungen• Erfassung differential-therapeutisch relevanter Befunde (Ausmaß erosiver Prozesse der Kondylen, Sklerosierungen, Position der Kondylen, Fehlstellungen des Kondylus in der Fossa mandibularis)

In der zahnärztlichen Chirurgie dient die DVT überwiegend zur Diagnostik von knöchernen (pathologischen) Befunden beziehungsweise räumlichen Verhältnissen, die teilweise bereits unter den anderen Fachgebieten beschrieben wurden. Es zeichnen sich zusätzlich dazu derzeit die folgenden Einsatzmöglichkeiten innerhalb des Fachgebietes ab, in denen die DVT zur röntgenologischen Diagnostik Verwendung finden kann:

• Wurzelfrakturen [6] (wobei es jedoch Hinweise gibt, dass die Sensitivität für frische Wurzelfrakturen unmittelbar nach dem Trauma reduziert sein kann [50])• Alveolarfortsatzfrakturen [6]• intraossäre pathologische Veränderungen wie odontogene Tumoren [2] (Abbildung 1) oder größere periapikale knöcherne Läsionen [46]• Lageanomalien von Zähnen (Abbildung 2)• präoperative Schnittbilddiagnostik bei der geplanten operativen Entfernung von (teil-)retinierten Weisheitszähnen. Hier kann ein Einsatzgebiet für die DVT gegeben sein, wenn auf bereits vorhandenen, konventionellen Röntgenaufnahmen die räumliche Lagebeziehung zwischen Mandibularkanal und dem Weisheitszahn nicht ausreichend sicher interpretiert werden kann [11], oder als kritisch einzuschätzen ist [32]. Aufgrund des geringen Effektes bezogen auf den therapeutischen Nutzen sollte hingegen auf einen routinemäßigen Einsatz vor Weisheitszahnentfernung verzichtet werden [3].

In der Implantologie dient die DVT heute schon vorwiegend zur Therapieplanung, typischerweise zur Visualisierung und Vermessung der knöchernen Ausgangssituation, sowie zur Visualisierung implantatprothetischer Behandlungsplanungen im dreidimensionalen Patientenkontext (Planungsschablonen). Hierbei sind metrische Messungen notwendig, deren Genauigkeit von der tatsächlich erreichten Ortsauflösung, der Kontrastauflösung und dem Signal-Rauschverhältnis abhängig ist. Auch die Identifikation der Messpunkte hat entscheidenden Einfluss auf die Messgenauigkeit. Die publizierten Daten basieren alle auf In-vitro-Untersuchungen, die keine Verwacklungsartefakte durch Patientenbewegung aufweisen. Für in der Implantologie typische lineare Messstrecken wurden hierbei maximale relative Fehler zwischen 3 Prozent und 8 Prozent [48, 55] ermittelt. Dies bedeutet bei einer Messtrecke von 10 mm eine mögliche Ungenauigkeit von ungefähr 0,5 mm.

Eine computergestützte Planung auf der Basis dreidimensionaler Röntgenverfahren sollte mithilfe der DVT durchgeführt werden.

Auf der Basis dieser Aufnahmen können geplante Implantate, Aufbauten, Augmentationen, Schnittführungen, Zahnersatzrestaurationen softwarebasiert simuliert und evaluiert werden. Die dabei ermittelten Werte und Erkenntnisse können dazu verwendet werden, eine möglichst exakte, prothetisch orientierte Positionierung der Implantate unter bestmöglicher Ausnutzung des Knochenangebots zu planen. Zudem können Defizite im vorhandenen Gewebeangebot detektiert und die Notwendigkeit von Augmentationen/Distraktionen/implantatbettvorbereitenden Maßnahmen vorausschauend erkannt sowie gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen geplant werden. Die Übertragung der räumlichen Information aus dem Planungssystem in die OP-Realität kann über computerunterstützt gefertigte Übertragungs- beziehungsweise Bohrschablonen oder mithilfe der direkten Instrumentennavigation erfolgen. In vitro werden hierbei eine Achsabweichung von bis zu 4 Grad beziehungsweise lineare Abweichungen von bis zu 2,4 mm angegeben [53]. In-vivo-Daten sind hierzu kaum vorhanden, eine vorläufige Analyse basierend auf einer sehr geringen Fallzahl gibt maximale Abweichungen von 6 mm linear und 11 Grad in Achsrichtung an [7]. Valide Daten bezüglich der klinischen Anwendung von DVT-gestützter Implantation mittels Bohrschablonen liegen bisher wenige vor. Erste Ergebnisse zeigen jedoch eine gute Übereinstimmung der DVT-Planung mit der klinischen Situation [43]. Zukünftig könnte die DVT auch direkt für intraoperative Navigationsverfahren eingesetzt werden [19]. Grundsätzlich sind bei diesen Einsätzen die systemimmanenten möglichen Ungenauigkeiten zu beachten und Sicherheitsmargen einzuhalten, um die Verletzung sensibler Nachbarstrukturen zu vermeiden.

Da bedingt durch die hohe Absorption eines Titanimplantats im weiteren Strahlengang Aufhärtungsartefakte entstehen, ist die Evaluation der unmittelbar periimplantären Region sowie der Region zwischen Implantaten in Strahlengangsrichtung nur sehr eingeschränkt möglich.

Zusätzlich zu den bereits genannten chirurgischen Indikationsgebieten der zahnärztlichen Chirurgie und der Implantologie kann die DVT in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie beispielsweise für die folgenden Indikationen eingesetzt werden (siehe Stellungnahme DGMKG [18]):

• odontogene Tumoren [13] (Abbildung 1)• Knochenpathologie und -strukturanomalien insbesondere bei Ostitis, Osteomyelitis und Osteoporose• Kieferhöhlenerkrankungen (Abbildungen 3 und 4)• Speichelsteine• (knöcherne) Kiefergelenkerkrankungen• Kiefer- und Gesichtstraumatologie• Darstellung des räumlichen Verlaufs intraossärer Strukturen (knöcherne Nerven-, Gefäßkanäle)• Diagnostik und Operationsplanung bei komplexen Fehlbildungen (Abbildung 2)

Kinder haben ein generell erhöhtes Risiko, in der Folge einer ionisierenden Strahlenexposition einen Folgeschaden zu erleiden. Diese Tatsache ist auch in der Kieferorthopädie grundsätzlich und sicher verstärkt zu berücksichtigen [26], die Indikationsstellung muss entsprechend angepasst werden.

Durch DVT-Untersuchungen ist eine deutliche Erhöhung der Strahlenexposition der jungen Patienten zu erwarten, eine ausreichende Evidenz für einen erhöhten Nutzen liegt derzeit nicht vor [27].

Trotz der derzeit auf relativ niedrigem Evidenzniveau basierenden Erkenntnisse zeichnen sich derzeit die folgenden kieferorthopädischen Indikationen ab, bei denen eine DVT-basierte Diagnostik sinnvoll sein kann (siehe Stellungnahme DGKFO [21]):

• Diagnostik von Anomalien des Zahnbestandes• Diagnostik von Anomalien und Dysplasien der Zahnwurzeln• differentialdiagnostische Bewertung von Zahndurchbruchsstörungen• Darstellung des peridentalen Knochenangebots zur prognostischen Bewertung geplanter Zahnbewegungen• Diagnostik craniofazialer Fehlbildungen

Auch wenn sich vorhandene DVT-Datensätze prinzipiell zur Berechnung von 2DKephalogrammen eignen [9, 31], so sind diese aufgrund des unweigerlichen Informationsverlusts lediglich als Ausgangpunkt für eine anzustrebende 3D-Kephalometrie geeignet [9]. Grundlegende Arbeiten hierfür bestehen bereits [15, 49, 50].

Die Wahl des geeigneten röntgenologischen Untersuchungsverfahrens muss gerade bei dem oft jugendlichen Patientenklientel unter besonderer Berücksichtigung des Strahlenschutzes erfolgen. Möglichkeiten zur Dosisreduktion sollen ausgeschöpft werden (zum Beispiel reduzierte optische Auflösung, reduzierter Expositionswinkel, reduzierte Anzahl an Projektionsaufnahmen). Auch sollen gänzlich ohne ionisierende Strahlung arbeitende Untersuchungsverfahren alternativ in Er wägung gezogen werden.

Die DVT hat ihre Position im diagnostischen Arsenal für elektive zahnmedizinische Fragestellungen bei der Hartgewebsdiagnostik gegenüber der herkömmlichen CT zunehmend gefestigt. Die DVT hat gegenüber der CT eine reduzierte Strahlenbelastung [36–38]. In Fällen, bei denen es besonders auf eine reduzierte Strahlenexposition unter bewusster Inkaufnahme der dadurch bedingten, systemimmanent veränderten Bildparameter ankommt, ist der DVT der Vorzug zu geben. Eine Einblendung auf die zu untersuchende Region ist zu fordern, da die effektive Dosis derzeitiger DVT-Geräte nach ICRP 2007 [52] immer noch circa um den Faktor 3 bis 40 über der einer Panoramaschichtaufnahme liegt [38] und die Dosis durch Einblendung entsprechend reduziert werden kann [34].

Die Leitlinie wurde im Auftrag der Arbeitsgemeinschaft für Röntgenologie (ARö) innerhalb der Deutschen Gesellschaft für Zahnheilkunde (DGZMK) erstellt.

Die Grundlage bildete eine systematische Literatursuche, -sichtung und Auswertung nach Evidenzgraden, welche in geringgradiger Modifikation und Erweiterung den in einer bestehenden Europäischen Leitlinie [26] publizierten entsprechen. Die Konsensusbildung erfolgte innerhalb der Expertengruppe der beteiligten Fachgesellschaften in zwei schriftlichen Abstimmungsrunden.

Die Leitlinie wurde am 06.04.2009 durch den Vorstand der DGZMK verabschiedet.

Die Überarbeitung dieser Leitlinie in einer höheren Ausbaustufe ist für 2012 geplant.

Arbeitsgemeinschaft für Röntgenologie(ARö)Priv.-Doz. Dr. Ralf Schulze (Mainz)Prof. Dr. Dr. Stefan Haßfeld (Dortmund)Priv.-Doz. Dr. Dirk Schulze (Freiburg)

Deutsche Gesellschaft für Funktionsdiagnostikund -therapie (DGFDT)Priv.-Doz. Dr. M. Oliver Ahlers (Hamburg)Prof. Dr. Wolfgang B. Freesmeyer (Berlin)

Deutsche Gesellschaft für Implantologie (DGI)Dr. Karl-Ludwig Ackermann (Filderstadt)Dr. Elmar Frank (Besigheim)Prof. Dr. Hendrik Terheyden (Kassel)

Deutsche Gesellschaft für Kiefer orthopädie(DGKFO)Prof. Dr. Ursula Hirschfelder (Erlangen)

Deutsche Gesellschaft für Mund-, Kiefer- undGesichtschirurgie (DGMKG)Prof. Dr. Dr. Stefan Haßfeld (Dortmund)Prof. Dr. Dr. Wilfried Wagner (Mainz)Prof. Dr. Dr. Martin Kunkel (Bochum)

Deutsche Gesellschaft fürParodontologie (DGP)Prof. Dr. Peter Eickholz (Frankfurt)

Deutsche Gesellschaft fürZahnärztliche Prothetik undWerkstoffkunde (DGZPW)Prof. Dr. Daniel Edelhoff (München)

Deutsche Gesellschaft fürZahnerhaltung (DGZ)Prof. Dr. Werner Geurtsen (Hannover)

Arbeitsgemeinschaft fürKieferchirurgie (AGKie)Prof. Dr. Dr. Torsten Reichert (Regensburg)

Nachdruck mit freundlicher Genehmigung aus DZZ 08/2009

\n

effektive Dosis DVT [μSv]

\n

effektive Dosis CT [μSv]

\n

Mittelwert

\n

(± Standardabweichung)

\n

221 ± 275

788 ± 334

\n

Tabelle 1: mittlere effektive Dosis [36, 38] (nach ICRP 103 [52])

\n

\n