قراءة أشعة CBCT للأسنان: المقاطع الثلاثة وأدوات العارض
النقاط الرئيسية
- أشعة CBCT حجم ثلاثي الأبعاد (volume): كتلة من صناديق صغيرة تُسمى الفوكسل (voxel)، يحمل كل منها قيمة رمادية واحدة. وحجم الفوكسل بالمليمتر يحدد مقياس كل قياس.
- يُعرض الحجم في ثلاثة مستويات متعامدة: axial (أفقي)، وcoronal (كما يُرى الوجه من الأمام)، وsagittal (كما يُرى الرأس من الجانب). وفي المقاطع المترابطة تنقل نقرة واحدة المقاطع الثلاثة إلى النقطة نفسها.
- السطوع والتباين، أي النافذة (window)، يحددان أي القيم الرمادية تظهر سوداء أو رمادية أو بيضاء. وهما يغيّران شكل الصورة، لا البيانات.
- الصورة البانورامية المعاد بناؤها تبسط القوس السنية على طول منحنى ترسمه. والمقاطع العرضية تقطع القوس عمودياً على هذا المنحنى.
- يُقاس الطول في مستوى المقطع المعروض. والبنية المائلة خارج هذا المستوى تبدو أقصر من طولها الحقيقي.
- قيم الرمادي في أشعة CBCT لا يُعتمد عليها كقيم مطلقة للكثافة. ويُقرأ الحجم كله، كل مقطع في كل مستوى، لا منطقة الاهتمام وحدها.
ما الذي تفتحه: الحجم والفوكسل
يشرح Scarfe وFarman كيف يلتقط جهاز الأشعة المقطعية المخروطية (cone-beam CT) صورته: تدور حول الرأس حزمة أشعة سينية مخروطية الشكل ومعها كاشف، ثم يُعاد بناء الصور الإسقاطية الكثيرة الملتقطة أثناء الدوران في حجم واحد ثلاثي الأبعاد [1]. ويشرحان أيضاً أن جودة الصورة تعتمد على عوامل هندسية وعوامل برمجية [1]. لذلك قد تبدو أشعتان مختلفتين حتى قبل أن يقرأهما أحد.
الحجم كتلة من الفوكسلات: صناديق صغيرة تشبه بكسلات الصورة، لكن لها عمق. يحمل كل فوكسل رقماً واحداً هو قيمته الرمادية، ويعرض العارض هذا الرقم كدرجة من الرمادي. وحجم الفوكسل هو المسافة بين فوكسل والذي يليه، بالمليمتر، ويُحدَّد عند إجراء الأشعة. لا يمكن أن تظهر تفصيلة أصغر من فوكسل واحد بمفردها، ويستخدم العارض حجم الفوكسل لتحويل كل مسافة على الشاشة إلى مليمترات. ولا يلزم أن يكون الفوكسل مكعباً: قد يختلف حجمه في الاتجاهات الثلاثة.
في Simplified CBCT، تعرض لوحة Scan information حجم الأشعة بعدد الفوكسلات، وحجم الفوكسل في كل اتجاه من الاتجاهات الثلاثة، ومجال الرؤية (field of view) بالمليمتر.
المستويات الثلاثة: axial وcoronal وsagittal
الشاشة مسطحة، لذلك يُعرض الحجم على شكل مقاطع: قطوع مسطحة في الكتلة. وهناك ثلاثة اتجاهات متعامدة معتمدة:
- axial: مقاطع أفقية، كأنك تنظر إلى الرأس من أعلى أو من أسفل. التنقل خلالها ينتقل من الحافة السفلية للأشعة إلى حافتها العلوية.
- coronal: مقاطع قائمة من جانب إلى جانب، كأنك تنظر إلى الوجه من الأمام. التنقل خلالها ينتقل من مقدمة الوجه إلى الخلف.
- sagittal: مقاطع قائمة من الأمام إلى الخلف، كأنك تنظر إلى الرأس من الجانب. التنقل خلالها ينتقل من جانب إلى الجانب الآخر.
كل مستوى عمودي على المستويين الآخرين. لذلك يقع كل فوكسل في مقطع واحد من كل مستوى، وتتقاطع المقاطع الثلاثة المارة بنقطة عند تلك النقطة.
المقاطع المترابطة وعلامة التقاطع
تعرض العارضات عادة المستويات الثلاثة جنباً إلى جنب، مترابطة بعلامة تقاطع (crosshair). في كل مقطع يحدد خطان موضع المستويين الآخرين. انقر نقطة في أحد المقاطع، فينتقل المقطعان الآخران إلى المقطعين المارين بتلك النقطة. هكذا تتتبع بنية من مستوى إلى آخر: جِدها في مقطع، وانقر عليها، وانظر إليها في المقطعين الآخرين.
تدل الحروف على حواف كل مقطع على الاتجاه: A أمامي (anterior)، وP خلفي (posterior)، وR يمين، وL يسار، وS علوي (superior)، وI سفلي (inferior). واليمين واليسار هما يمين المريض ويساره.
في Simplified CBCT، يظهر مقطع axial ومقدمة الرأس في الأعلى ويمين المريض على يسار الشاشة. ويظهر مقطع coronal ويمين المريض على يسار الشاشة. ويظهر مقطع sagittal والمقدمة على اليسار. انقر أو اسحب بأداة Cross لتحريك علامة التقاطع. ويمكن عرض المقاطع 2 × 2، أو 1 + 3، أو واحداً تلو الآخر.
ضبط اتجاه الحجم
نادراً ما يكون الرأس مستقيماً تماماً داخل الجهاز. ميلان أو دوران بسيط يعني أن مقاطع axial لا تكون موازية للمستويات المرجعية المعتادة، وأن البنى المتقابلة في الجانبين الأيمن والأيسر لا تقع في المقطع نفسه. وتتيح بعض العارضات تدوير المستويات لتصطف المقاطع مع مرجع تختاره؛ وتُسمى المقاطع بهذه الزاوية مقاطع مائلة (oblique).
أياً كان العارض، تحقق من الاتجاه أولاً: الوجه في الأمام، وأعلى الرأس إلى الأعلى، ويمين المريض حيث تقول الحروف. فقد تُصدَّر الأشعة واتجاه من اتجاهاتها معكوس.
في Simplified CBCT، تتبع المستويات الثلاثة شبكة الفوكسل الخاصة بالأشعة، كما صُدّرت. لا يمكن تدويرها، ولا يوجد مستوى مائل. وإذا صُدّرت الأشعة بالاتجاه المعاكس، تقلبها Orientation fixes يميناً ويساراً، أو أماماً وخلفاً، أو أعلى وأسفل. ولأن المستويات لا يمكن أن تتبع رأساً مائلاً، يبقى الميل في كل المقاطع: قارن الجانبين في أكثر من مقطع.
التنقل بين المقاطع وسُمك المقطع
المقطع يعرض فقط ما يقع في ذلك القطع. لفهم بنية ما، تنقّل خلالها: راقبها وهي تظهر وتتغير وتختفي، مقطعاً بعد مقطع، في مستويين على الأقل. فما يبدو منفصلاً في مقطع قد يتصل بغيره في المقطع التالي.
سُمك المقطع الواحد في العادة فوكسل واحد. أما الشريحة السميكة (slab) فتجمع عدة مقاطع متجاورة في صورة واحدة، بإحدى ثلاث طرق:
- الأسطع (maximum intensity projection، MIP): تعرض كل نقطة أسطع فوكسل في الشريحة. فالبنية الساطعة التي تعبر عدة مقاطع تظهر على طول مسارها كله.
- المتوسط (Average): تعرض كل نقطة متوسط الفوكسلات في الشريحة. فتبدو الصورة أنعم وأقل تحبباً.
- الأغمق (minimum intensity projection، MinIP): تعرض كل نقطة أغمق فوكسل. فتبرز الفراغات الداكنة، مثل مجرى الهواء.
الشريحة السميكة تُظهر بنية قد يقطعها المقطع الرقيق. لكنها تضع كل ما في الشريحة بعضه فوق بعض، كما تفعل صورة الأشعة العادية: تتراكب البنى، ويضيع العمق داخل الشريحة.
في Simplified CBCT، تتنقل بعجلة الفأرة أو بمفتاحي السهم لأعلى ولأسفل، أو بشريط المقاطع أسفل كل مقطع على الهاتف أو الجهاز اللوحي. ويعرض كل مقطع رقمه، وموضعه بالمليمتر، والقيمة الرمادية عند علامة التقاطع. القيمة 0 في Slice thickness تعرض مقطعاً واحداً، والشريحة حتى سُمك 40 مم تجمع المقاطع بالأسطع (MIP) أو المتوسط أو الأغمق (MinIP). عروض الشرائح متاحة في خطتي Plus وPro.
السطوع والتباين (النافذة، windowing)
تحتوي الأشعة على قيم رمادية أكثر بكثير مما تستطيع الشاشة عرضه كدرجات منفصلة. والنافذة تختار الجزء الذي تراه من هذا المدى. ولها رقمان:
- العرض (Width): عدد القيم الرمادية الموزعة من الأسود إلى الأبيض. النافذة الضيقة تعطي تبايناً قوياً داخل مدى صغير، والنافذة الواسعة تُظهر مدى أكبر بتباين أقل.
- المركز (Center)، ويُسمى أيضاً المستوى (level): القيمة الرمادية في منتصف النافذة. القيم الأقل من النافذة تظهر سوداء، والقيم الأعلى منها تظهر بيضاء.
النافذة تغيّر طريقة عرض الصورة فقط، ولا تغيّر البيانات أبداً. لكنها تغيّر ما تراه. فالنافذة الضيقة قد تدفع بنية رقيقة إلى الأسود أو الأبيض، وتحرّك الموضع الذي تبدو فيه الحافة. عند القياس، أو عند مقارنة أشعتين، استخدم الإعداد نفسه في كل مرة.
في Simplified CBCT، تضبط الإعدادات الجاهزة Bone وTeeth وSoft tissue وAirway، ومعها Auto وFull range، النافذةَ من توزيع القيم الرمادية في الأشعة التي فتحتها، لا من أرقام ثابتة. لذلك قد يعطي الإعداد نفسه أرقاماً مختلفة في أشعتين. وتضبط أداة Contrast النافذة بالسحب: أفقياً للتباين، ورأسياً للسطوع. وتقبل اللوحة أيضاً المركز والعرض يدوياً، ويبدّل Invert الأسود والأبيض لمظهر الفيلم. ويظهر المركز (C) والعرض (W) المستخدمان أسفل كل مقطع. كل ذلك متاح في الخطة المجانية.
الصورة البانورامية المعاد بناؤها والمقاطع العرضية
تبدأ الصورة البانورامية المعاد بناؤها من منحنى يُرسم على طول القوس السنية في مقطع axial. يأخذ العارض عينات من الحجم على طول المنحنى، عبر ارتفاع الأشعة كله، ثم يفرد المنحنى مستقيماً: القوس مبسوطة في صورة مسطحة واحدة. والمقطع العرضي (cross-section) مقطع عمودي على المنحنى عند نقطة واحدة، يُظهر ذلك الجزء من القوس من جهة الخد أو الشفة إلى جهة اللسان أو الحنك.
تعتمد الصورة البانورامية على المنحنى. فالمنحنى الذي يبتعد عن منتصف القوس يُظهر الأسنان أرفع، أو يُخرج جزءاً منها من الصورة. والمسافات الأفقية على الصورة البانورامية تُقاس على طول المنحنى، لا بخطوط مستقيمة داخل الرأس.
في Simplified CBCT، اختر أداة Arch وانقر من 5 إلى 9 نقاط على طول القوس في مقطع axial واحد، من الضرس الأيمن إلى الضرس الأيسر، ثم Build panorama. ترسم الأداة منحنى انسيابياً عبر النقاط. وتجمع البانوراما شريحة حول المنحنى بالقيم الأسطع (MIP)؛ وسُمك الشريحة 20 مم ما لم تغيّره (من 4 إلى 40 مم). والمنحنى نفسه مستخدم في كل ارتفاع من الأشعة، لذلك يكون السطح الذي يقطعه قائماً: لا يميل مع الأسنان. ويحرّك شريط تمرير المقطعَ العرضي على طول القوس، ويعطي موضعه بالمليمتر على طول القوس. وسُمك المقطع العرضي مقطع واحد، وعرضه 30 مم ما لم تغيّره (من 10 إلى 60 مم)، والسطح الخارجي على اليسار وجهة اللسان أو الحنك على اليمين. ويمكن حفظ الصورتين بصيغة PNG. تُقاس الأطوال والزوايا في مقاطع axial وcoronal وsagittal، لا على البانوراما أو المقطع العرضي. البانوراما والمقاطع العرضية متاحة في خطتي Plus وPro.
إجراء القياس في أشعة CBCT
يحتاج الطول إلى نقطتين، وتحتاج الزاوية إلى ثلاث نقاط، رأسها في الوسط. ويحوّل العارض المسافة على الشاشة إلى مليمترات بحجم الفوكسل. وثلاثة أمور تحدّ من دقة النتيجة:
- موضع النقاط. حافة البنية تغيّرٌ في الرمادي يمتد على عدة فوكسلات، والنافذة المستخدمة تحرّك الموضع الذي تبدو فيه الحافة.
- حجم الفوكسل. البنية التي لا يتجاوز عرضها فوكسلاً أو فوكسلين يصعب قياسها، لأن حوافها مطموسة على المسافة نفسها.
- المستوى. يُقاس الطول في مستوى المقطع المعروض. والبنية المائلة خارج هذا المستوى تبدو على الشاشة أقصر من طولها الحقيقي.
مثال محلول: بنية مائلة
هذا المثال رسم، وليس أشعة: بنية مستقيمة طولها 20.0 مم، مائلة بزاوية 30° على مستوى axial، والميل من الأمام إلى الخلف.
- في مقطع sagittal المار بها، تقع البنية كلها في المقطع. فيقرأ الطول 20.0 مم، والزاوية مع مستوى axial 30.0°.
- في مقطع axial واحد، لا يظهر منها إلا جزء قصير: فهي ترتفع 20.0 × sin 30° = 10.0 مم، أي عبر مقاطع كثيرة.
- في شريحة axial سميكة بما يكفي لتحتويها كلها، يظهر شكلها كاملاً. لكن الطول الذي يمكنك رسمه هو ظلها على مستوى axial: 20.0 × cos 30° = 17.3 مم، أي أقصر بمقدار 2.7 مم.
الطول الحقيقي يحتاج إلى مستوى يحتوي البنية.
في Simplified CBCT، تحتاج Length إلى نقرتين وAngle إلى ثلاث نقرات، والوسطى هي رأس الزاوية. وتستخدم القيم حجم الفوكسل في كل اتجاه. وينتمي كل قياس إلى العرض (axial أو coronal أو sagittal) وإلى المقطع الذي رُسم فيه، ويظهر عند العودة إلى ذلك المقطع؛ وقائمة القياسات في اللوحة تعيدك إليه. ولأن المستويات لا يمكن تدويرها، فإن البنية المائلة في اتجاهين معاً لا تستوي في أي من المقاطع الثلاثة، وكل طول يُرسم عليها أقصر من طولها الحقيقي. الطول والزاوية متاحان في الخطة المجانية. ويمكن في Plus وPro نسخ كل القياسات كنص.
التشوهات الشائعة في أشعة CBCT (artefacts)
التشوه (artefact) شيء يظهر في الصورة وليس موجوداً في المريض. ثلاثة منها شائعة، ومن المفيد التعرف عليها قبل النظر إلى أي شيء آخر:
- خطوط المعادن. المعادن الكثيفة، مثل الحشوات والتيجان والحاصرات (brackets) والزرعات، ترسل خطوطاً ساطعة وداكنة عبر المقطع، تمتد من المعدن إلى الخارج. وقد تخفي ما يجاور المعدن، أو ما بين قطعتين معدنيتين. والتنقل في المقاطع القريبة، وتغيير النافذة، يبيّنان مدى امتدادها.
- الحركة. إذا تحرك المريض أثناء التصوير، تبدو الحواف مزدوجة أو ضبابية. والرأس كله يتحرك، لذلك لا يقتصر الأثر على منطقة صغيرة واحدة.
- التشويش (noise). مظهر محبب ومنقط، أقوى في المقاطع الرقيقة ومع النافذة الضيقة. والشريحة بالمتوسط تنعّمه، على حساب التفاصيل الدقيقة.
قيم الرمادي ليست وحدات هاونسفيلد (Hounsfield)
في الأشعة المقطعية الطبية (CT)، تُعاير القيم الرمادية على مقياس هاونسفيلد، المثبَّت على الماء والهواء، لذلك يمكن قراءة القيمة كمقياس للكثافة. وتعبّر صفحة Simplified CBCT عن الفرق هكذا: «قيم الرمادي في أشعة CBCT غير معايرة مثل الأشعة المقطعية (CT) في المستشفيات. استخدمها للشكل والموضع، لا لكثافة العظم.»
قيم الرمادي في أشعة CBCT للأسنان لا يُعتمد عليها كقيم مطلقة للكثافة. فقد وجد Pauwels وزملاؤه أخطاء كبيرة عند استخدام قيم الرمادي في أشعة CBCT للأسنان استخداماً كمياً لتقدير الكثافة [2]. اقرأ القيمة الرمادية كدرجة داخل أشعة واحدة، لا كرقم يُقارن بجدول أو بأشعة أخرى.
في Simplified CBCT، القيمة Value أسفل كل مقطع هي الرقم المخزن في ملف الأشعة للفوكسل الواقع عند علامة التقاطع، بعد تطبيق التحويل المكتوب في الملف. إنها قيمة رمادية، لا كثافة.
اقرأ الحجم كله
يحتوي الحجم على كل ما يقع داخل مجال الرؤية، لا على المنطقة التي أُجريت الأشعة من أجلها فقط. والقراءة الكاملة تمر بكل مقطع في كل مستوى من المستويات الثلاثة، من حافة الحجم إلى الحافة الأخرى، بنافذة للعظم وأخرى للأنسجة الرخوة ومجرى الهواء، قبل النظر عن قرب إلى منطقة الاهتمام. والترتيب الثابت المتبع في كل مرة يقلل احتمال تخطي جزء من الحجم.
في Simplified CBCT، تنقلك مفاتيح الأسهم وزرّا ‹ و› في شريط المقاطع مقطعاً واحداً في كل مرة، وتغيّر الإعدادات الجاهزة النافذة بنقرة واحدة.
الإرشادات المنشورة
تتناول الإرشادات الخاصة بأشعة CBCT للأسنان التبرير (justification)، والتحسين (optimisation)، ومعايير الإحالة (referral criteria) [3]. ووجد بيان موقف (position statement) عن CBCT في تقويم الأسنان أنه لا يوجد دليل واضح يدعم استخدامها الروتيني في التقويم، وينص على أن قرار استخدامها يُتخذ لكل حالة على حدة [4]. وتنص مراجعة على أن استخدامها يجب أن يُبرَّر بمزاياه مقارنة بمخاطره [5]. يشرح هذا المقال طريقة قراءة الأشعة، لا متى يجب إجراؤها.
حدود المقال
- رسوم تخطيطية. الأشكال رسوم من أشكال بسيطة. والأشعة الحقيقية فيها تفاصيل أكثر بكثير، وتشويش أكثر.
- العارضات تختلف. الأسماء، والإعدادات الجاهزة، وترتيب الشاشة، والأدوات المتاحة تختلف من عارض لآخر. يقدم هذا المقال الأفكار العامة، وما يفعله Simplified CBCT.
- الشاشة مهمة. الشاشة الخافتة أو الصغيرة أو العاكسة تخفي تبايناً موجوداً في الأشعة.
- تنقل لا تفسير. يشرح هذا المقال كيف تتنقل في الصورة وتقيسها. ولا يشرح معنى أي مظهر، ولا يحل محل تقرير الأشعة.
طبّقه في Simplified CBCT
يفتح Simplified CBCT أشعة CBCT المصدّرة بصيغة DICOM غير مضغوطة: مجلد ملفات، أو ملف متعدد الإطارات، أو ملف ZIP للمجلد. وفي الخطة المجانية المقاطع الثلاثة المترابطة، وإعدادات السطوع الجاهزة، وقياس الأطوال والزوايا. تضيف Plus عروض الشرائح، والبانوراما مع المقاطع العرضية، ولقطات الشاشة. وتضيف Pro الصور السيفالومترية المركّبة والعرض ثلاثي الأبعاد مع تصدير STL. وتقول صفحة الأداة: «تُفتح الأشعة وتُعرض في متصفحك، ولا تُرفع، حتى عند تسجيل الدخول. عند تسجيل الدخول، يرسل الاستوديو رقماً عشوائياً فقط لا يكشف شيئاً عن الأشعة، حتى تُحسب كل أشعة مرة واحدة في خطتك.» وللتجربة بدون أشعة، اختر Try the demo scan: جسم اختبار مولّد بالكمبيوتر من أشكال بسيطة، وليس أشعة مريض.
محتوى تعليمي للأطباء والطلاب. تشرح هذه الصفحة كيف تتنقل في صورة CBCT وتقيسها. ولا تتناول التشخيص، ولا متى يجب إجراء الأشعة، ولا تحل محل الحكم السريري.
المراجع
- Scarfe WC, Farman AG. What is cone-beam CT and how does it work? Dent Clin North Am. 2008;52(4):707-730. doi: 10.1016/j.cden.2008.05.005
- Pauwels R, Nackaerts O, Bellaiche N, et al. Variability of dental cone beam CT grey values for density estimations. Br J Radiol. 2013;86(1021):20120135. doi: 10.1259/bjr.20120135. PMID: 23255537
- European Commission. Radiation Protection No 172: Cone beam CT for dental and maxillofacial radiology. Evidence-based guidelines. Luxembourg: European Commission; 2012.
- American Academy of Oral and Maxillofacial Radiology. Clinical recommendations regarding use of cone beam computed tomography in orthodontics. Position statement. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 2013;116(2):238-257.
- Kapila SD, Nervina JM. CBCT in orthodontics: assessment of treatment outcomes and indications for its use. Dentomaxillofac Radiol. 2015;44(1):20140282. doi: 10.1259/dmfr.20140282. PMID: 25358833