Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Altersvergleichende Darstellung equiner Oberkieferbackenzähne und angrenzender Strukturen mittels 3-Tesla-MRT und CT unter Berücksichtigung des Präparatzustandes

Röttiger, Christin ORCID

Moderne Bildgebungsverfahren, wie die CT und MRT bieten den Vorteil, Schnittbilder ohne Überlagerung zu erstellen. Während CT-Untersuchungen am Pferdekopf zur etablierten Diagnostik gehören, werden MRT-Aufnahmen zur Befunderhebung selten angefertigt. Durch die Erstellung von Schnittbildern und den direkten Vergleich beider Verfahren, konnte eine Wissensgrundlage für die Darstellbarkeit der Zahnstrukturen und benachbarter Gewebe bei physiologischen Verhältnissen geschaffen werden. Für die Evaluierung der besten Bildqualität wurden die Köpfe von neun klinisch gesunden Pferden innerhalb von sechs Stunden post mortem mittels CT und MRT untersucht und insgesamt 36 Oberkieferbackenzähne (108, 208, 109, 209) und angrenzende Strukturen befundet. Hierfür erfolgte eine computertomographische Untersuchung in Seitenlage und im direkten Anschluss eine magnetresonanztomographische Darstellung der ausgewählten Strukturen in Rückenlage. Mit Hilfe der MPR wurden transversale und dorsale CT-Schnittbilder erstellt. Die MRT-Untersuchung bestand aus T1- (3D), T2- (dorsal und transversal), protonengewichteten und fettunterdrückten Sequenzen (dorsal und transversal). Für die Auswertung der Aufnahmen wurden verschiedene Schnittbilder in definierten Ebenen jedes Probanden und jeder Bildgebungsmodalität ausgewählt und miteinander verglichen. Anhand eines Auswertungsschlüssels wurde dabei die Bildqualität sowie die Darstellbarkeit der Strukturen anhand von 1080 Schnittbildern von jeweils drei unabhängigen Gutachtern bewertet. Bei den in dieser Arbeit untersuchten bildgebenden Modalitäten hat sich die CT als das beste Verfahren zur Darstellung knöcherner Strukturen und der Zahnhartsubstanzen erwiesen. Zur Beurteilung des Weichteilgewebes hat sich die MRT-Untersuchung bewährt. Im Vergleich der einzelnen MRT-Aufnahmen erwies sich für die Darstellung der Pulpen und des Ligamentum periodontale die protonengewichtete Sequenz als beste MRT-Bildgebungssequenz. Neben der bestmöglichen Darstellung der einzelnen Strukturen, wurden auch altersvergleichende Unterschiede mit Hilfe der CT und MRT untersucht, da besonders im Bereich der Zähne altersabhängige anatomische Veränderungen auftreten. Deren Kenntnisse sind bei erkrankten Pferden für den normal-anatomischen Vergleich nötig. Alle Längenmessungen der Pulpen und des Abstandes von Zahn und Infraorbitalkanal wurden dreimal hintereinander durchgeführt, um Messfehler zu minimieren. Die Pulpenmessungen anhand der protonengewichteten MRT-Bilder zeigten eine Größenabnahme in Korrelation zum Zahnalter. Zusätzlich veranschaulichten die MRT-Aufnahmen, dass eine gemeinsame Pulpenhöhle bei jungen Pferden vorlag, bei einem mittleren Zahnalter von 2,025 und maximalen Zahnalter von 3,75 Jahren. Fast alle ausgewählten Zähne zeigten einen direkten Kontakt zum Sinus maxillaris caudalis (34/36). Einige (6/36) der ausgewählten Oberkieferbackenzähne lagen direkt am Infraorbitalkanal. Der Abstand zwischen Zahn und Canalis infraorbitalis wurde dreifach von einem Untersucher mit Hilfe transversaler CT-Schnittbilder gemessen und zeigte eine positive Korrelation zum Zahnalter des Pferdes. Zusätzlich zu den genannten, postmortalen Untersuchungen, erfolgte bei drei der neun untersuchten Pferde eine CT- und MRT-Untersuchung am lebenden Pferd in Allgemeinanästhesie, und post mortem am aufgetauten Kopf nach Tiefgefrieren. Im Anschluss wurden dentale, periodontale sowie angrenzende Weichteilgewebe bei jedem der drei Pferde jeweils in vivo, post mortem und am aufgetauten Präparat beurteilt und intraindividuell verglichen, um festzustellen, ob der Präparatzustand einen Einfluss auf die CT- oder MRT-Bildqualität hat. Hierbei ergaben sich für die MRT signifikant bessere Bildqualitäten für das periodontale Ligament und die Schleimhaut des Sinus maxillaris caudalis in den Sequenzen der lebenden Pferde gegenüber denen der euthanasierten und aufgetauten Pferde. Trotz dieser Qualitätsabnahme wiesen die bewerteten Strukturen bis auf die Sinusschleimhaut auch im Zustand post mortem und den wieder aufgetauten Präparaten eine gute MRT-Darstellbarkeit auf. Um bei zukünftigen Studien oder Patienten in vivo dasselbe Protokoll anwenden zu können, wurden die CT- und MRT-Einstellungen so gewählt, dass eine praxistaugliche Anästhesiezeit eingehalten und trotzdem eine zufriedenstellende Bildauflösung erzielt werden konnte. Nach den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit zeigen sich deutliche altersabhängige Veränderungen der Anatomie, die mit Hilfe der CT und MRT abgebildet werden können. Dabei zeigt die Auswertung der beurteilten Strukturen, dass sich die beiden Bildgebungsverfahren in ihren Eigenschaften und der Darstellbarkeit der Strukturen komplementieren. Mit Hilfe der aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse über die normal-anatomische Darstellbarkeit dentogener Strukturen, sowie der altersabhängigen Veränderungen, können pathologische Prozesse besser von physiologischen und altersabhängigen Normzuständen abgegrenzt werden. Zusätzlich dienen die Ergebnisse als Hilfsmittel für die Wahl des bestmöglichen bildgebenden Verfahrens für die jeweiligen Strukturen, die untersucht werden sollen. Möglicherweise könnten auch intra- oder postoperative Komplikationen bei endodontischen Behandlungen zukünftig mit Hilfe einer MRT-Untersuchung reduziert werden, in dem vorab Kenntnisse über die Vitalität und Beteiligung des Zahnhalteapparates an einer Zahnerkrankung gewonnen werden. Hierfür sind jedoch weitere Untersuchungen zur Darstellung pathologischer Zahnbefunde im 3-Tesla- MRT nötig.

Modern imaging techniques such as CT and MRI provide the advantage to produce images without superimpositions. Whereas CT is a well-established technique for equine dental diagnostics, dental MRI examinations are rarely used. The direct comparison of both imaging techniques made in the current study, could serve as knowledge base for the depiction of equine cheek teeth and adjacent tissues. To evaluate the image quality, the heads of nine warmblood horses were examined with CT and 3-T MRI within six hours after euthanasia. A total of 36 maxillary cheek teeth were examined. The sample pool included eighteen Triadan 08s and eighteen Triadan 09s. The horses were first placed on a stationary CT table in right lateral recumbency and afterwards in dorsal recumbency on a non-stationary MRI table. Dorsal and transversal scan series of the head were acquired. The MRI sequences assessed were: T1 weighted (3D), T2 weighted, proton density weighted and fat-suppressed images (dorsal and transversal). After image acquisition, CT and MRI slices from different planes of the cheek teeth and adjacent structures were chosen for the evaluation and comparison of the CT and MR images. Predefined anatomical landmarks were used to ensure comparability of the selected slices. A modified four-point rating scale was used by each of three veterinarian observers to evaluate the image quality as well as the visibility of the selected maxillary cheek teeth and neighboring structures in a total of 1080 images. Results of the current study show that CT was the best imaging technique to portray hard dental and bony tissues. MRI gave an excellent depiction of soft endo- and periodontal units. Comparing the different MR sequences, proton-density weighted scans showed the best visibility for the pulps and the periodontal ligament. Knowledge of age-related changes is essential for diagnosis, as cheek teeth and surrounding structures alter with increasing age. Not only the depiction of the cheek teeth and their adjacent tissues, but also age-dependent variances were analyzed. Knowledge of age-related changes is essential for diagnosis, as cheek teeth and surrounding structures alter with increasing age. The positional relations between the dental roots and the floor of the paranasal sinuses were described (with CT and MRI), pulpar sizes (with MRI) and the distance between the dental alveoli and the infraorbital canal (with CT) were measured. All measurements were repeated three times. Negative correlation between dental age and pulpar dimensions was found. The median dental age for cheek teeth with a common pulp chamber was 2.025 years and the maximum age was 3.75 years. Most of the selected cheek teeth were in contact with the maxillary sinus (34/36). Some of them showed direct contact with the infraorbital canal (6/36). The distance between the infraorbital canal and the selected teeth increased with dental age. The second objective of the current study was to quantify the impact of specimens’ conditions (alive, postmortem, frozen-thawed) on the image quality in CT and MRI. Therefore, three horses of the study population were additionally examined in vivo in general anaesthesia and post-mortem after freezing and thawing. After image acquisition, CT and MRI slices from different planes of the cheek teeth and adjacent structures were chosen (Table 1). Three slices through each of the maxillary 08s and 09s were selected in a dorsal and transversal orientation in the CT, T2w, PDw and PD SPAIR scans. The comparisons of the image quality between live, post-mortem and frozen-thawed specimens showed that image quality parameters did not suffer post-mortem or by freezing and thawing; the image sharpness was even better in these groups than in live horses and visibility scores were satisfactory for soft tissues in all specimen conditions. However, significant superiority to portray the mucosa of the sinuses and the PDL was present in live horses. The present study provides information about the dental and periodontal age-related morphology and its visibility via different imaging techniques in clinically healthy horses. Both 3T MRI and CT provide a valuable tool for the visualization and detection of dental and neighboring tissues. Both modalities complement each other, because MRI highlights soft dental and adjacent soft structures and CT depicts hard dental and bony surrounding tissues. The results aid in evaluating CT and MR images and in choosing the superior imaging modality. Although MRI is not applied as a routine diagnostic measure in dental pathologies, it provides some advantages that could be used for the detection of pulpar changes or before endodontic procedures. Future investigation is required to prove the opportunities of detecting and distinguishing pathological processes comparing MR and CT imaging. Knowledge about the age-related positional relations of the maxillary 08 s and 09 s and their adjacent structures expanded with imaging modalities (MRI, CT) might help to evaluate further clinical cases. False positive or negative results of dental pathologies can be avoided through optimal imaging. Additionally, intra- or postoperative complications can be prevented, as surgical planning is optimized.

Cite

Citation style:
Röttiger, C., 2020. Altersvergleichende Darstellung equiner Oberkieferbackenzähne und angrenzender Strukturen mittels 3-Tesla-MRT und CT unter Berücksichtigung des Präparatzustandes. CUVILLIER VERLAG, Göttingen.
Could not load citation form. Default citation form is displayed.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export