Einleitung
von OA Dr. Ralf Kurt Willy Schulze, Mainz
Digitale Techniken haben in den letzten Jahren einen
spürbaren Entwicklungsschub auch im Bereich der zahnärztlichen Radiologie
verursacht. Dem Umgang mit neuen Techniken steht jedoch anfangs beim Anwender
häufig eine Hemmschwelle entgegen, die nur durch einen verbesserten
Kenntnisstand um die Hintergründe und Möglichkeiten des technischen Fortschritts
abgebaut werden kann. Der vorliegende Artikel soll daher eine kurze Übersicht
über den derzeitigen Stand der Technik im digitalen zahnärztlichen Röntgen geben
und mögliche Perspektiven für die nahe Zukunft aufzeigen.
Die moderne Zahnmedizin bedient sich zunehmend digitaler Arbeitsabläufe und Techniken, z. B. im Rahmen der Patientenverwaltung, der intraoralen Fotografie oder der Anfertigung von Röntgenaufnahmen. Im Laufe der letzten Jahre wurden gerade die digitalen Röntgentechniken insofern weiterentwickelt und auf eine breite wissenschaftliche Basis gestellt, dass sich Unterschiede in der diagnostischen Wertigkeit im Vergleich zum herkömmlichen, filmbasierten Verfahren für die unterschiedlichsten diagnostischen Anforderungen in der Zahnmedizin nicht mehr feststellen lassen (1,2,10,11,14). Außerdem bieten digitale Röntgenaufnahmen vielfältige, völlig neuartige Möglichkeiten der Bildanalyse und -verarbeitung, welche einen Vorteil gegenüber der filmbasierten Technik bedeuten (23). Im Vergleich zur Letzteren ermöglicht die digitale Röntgentechnik zudem eine deutliche Reduktion der notwendigen Strahlendosis (18,19). Diesem Punkt kommt, nicht zuletzt auch wegen der verabschiedeten Novellierung der Röntgenverordnung, besondere Bedeutung zu.
In den folgenden Ausführungen wird deshalb zunächst eine kurze Übersicht über den entsprechenden Stand der Technik gegeben.
Technische Grundlagen
Abbildungsprinzip
Als digitaler Bildrezeptor fungiert eine Zeile oder Matrix bestehend aus einzelnen Picture Elements (= Pixels). Obwohl bewegte Zeilensensoren z. B. bei Fernröntgenseitengeräten durchaus verbreitet sind, werden mehrheitlich flächige Sensoren, aufgebaut aus einer beliebigen Anzahl von nebeneinander angeordneten Pixeln, verwendet. Das Grundprinzip der digitalen Abbildung ist die Zerlegung des Bildes in die einzelnen Pixel, deren Größe heute in der Radiologie zwischen 10 µm (2) und 19 µm (2) liegt. Stark vergröbert ist diese Art der Bildzerlegung in Abb. 1 dargestellt. Jedem Pixel wird, wie im nächsten Abschnitt erklärt, ein spezifischer Grauwert zugeordnet, welcher die dort aufgetroffene Röntgenquanten-Energie reflektiert.
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| Abb. 1: Prinzip einer herkömmlichen Filmaufnahme (links)
im Vergleich zu einer, stark vergröbert dargestellten, digitalen Aufnahme
(rechts). Letztere wird aus einer Matrix aus quadratischen "Picture
Elements" ( = Pixel) aufgebaut. Die Pixel des CCD-Sensors
bestehen aus einem Halbleiter, welcher die einfallende Strahlung
proportional in Ladung umwandelt. Über den Computer wird dann bei einer
Speichertiefe von 8 bit jedem Pixel ein entsprechender Grauwert zwischen 0
(schwarz) und 255 (weiß) zugewiesen. |
Vergleicht man dieses Abbildungsprinzip mit der herkömmlichen, filmbasierten Technik, werden schnell einige wesentliche Unterschiede deutlich. Ein Röntgenfilm weist in seiner reaktiven Emulsion mehrere Lagen übereinander angeordneter, kleinster Silberhalogenidkristalle auf, wobei Anordnung und Kristallgröße zwischen unterschiedlichen Herstellern und Filmtypen variieren. Die auftreffenden Röntgenstrahlen geben ihre Energie an die getroffenen Kristalle ab, die Ionenbindung nimmt Energie auf und wird im folgenden Entwicklungsprozess vollständig gespalten. Nach Entfernung des Halogenanteils (Entwicklungsphase) und des nicht aktivierten, d. h. nicht von Strahlung getroffenen, verbliebenen Silberhalogenids (Fixierungsphase) zeigt das Röntgenbild letztendlich nur das zurückbleibende, metallische Silber auf der Filmoberfläche als schwarze Partikel. Theoretisch limitiert folglich die Größe der einzelnen Kristalle die optische Auflösung des Systems. Die optische Auflösung liegt bei heutigen Filmen bei > 20 Linienpaaren pro Millimeter (lp/mm). Da jedoch auch übereinander liegende Silberatome getroffen werden können, ergibt sich eine Bildschwärzung in der Regel durch mehrere Lagen Silberatome. Dies ist bei der Darstellung in Pixeln anders, da hier das Bild aus "diskreten", d. h. physisch voneinander getrennten, nebeneinander angeordneten Pixeln aufgebaut wird. Unabhängig davon, wie weit die Pixelgröße jemals reduziert werden kann, ist nach dieser Art der Abbildung keine Bilddarstellung zwischen den Pixeln möglich. Dies ist allerdings bei hinreichend kleiner Pixelgröße nicht weiter störend, da das menschliche Auge nicht über das entsprechende Auflösungsvermögen verfügt, um derartig kleine Strukturen separat zu visualisieren.
Digitale Bildrezeptoren
Grundsätzlich unterscheidet man derzeit zwei fundamental unterschiedliche Konzepte direkt digitaler Röntgenbilderzeugung:
- Elektronische Sensoren (meist auf der Basis von Charged-Coupled-Device (CCD)-Sensoren)
- Speicherfolien (engl. "storage phosphors")
Elektronische Sensoren
Diese bestehen aus einem elektronischen Halbleitermaterial, welches die einfallenden Röntgenquantenenergie proportional in elektrische Ladung umwandelt, die dann an eine angeschlossene PC-Einheit weitergeleitet wird. Der Ausleseprozess unterscheidet sich zwischen den beiden derzeit auf dem Markt erhältlichen Systemen: CCD- und Active Pixel (AP)-Sensoren.
Bei der wesentlich weiter verbreiteten CCD-Technik werden die Ladungen Pixel für Pixel in Zeilen bzw. Spalten der Pixelmatrix gesammelt und das entstehende elektrische Signal über einen Verstärker an die PC-Einheit weitergeleitet. Die gesammelte Ladung bildet das analoge Signal, welches anschließend digitalisiert und über eine gleich große Zeilen- und Spaltenmatrix eines Monitors im Prinzip Zeile für Zeile dargestellt wird. Die Signalverarbeitung erfolgt meist in einer 8-bit-Codierung, was einer Darstellung von 256 Graustufen (0 = schwarz - 255 = weiß) entspricht. Jedem einzelnen Pixel wird somit von der Recheneinheit eine spezifische Graustufe zugerechnet. Beim AP-Sensor hingegen, derzeit nach Kenntnisstand des Autors nur von einer Firma (Schick Technologies Inc., Long Island City, NY, USA) auf dem Markt erhältlich, fungiert jeder Pixel einzeln aktiv als Sender seines Signals und ist somit auch einzeln ansteuerbar, was die Variabilität der Signaldarstellung erhöht und auch die direkte Anwendung von Bildbearbeitungsalgorithmen auf Sensorebene ermöglicht. Alle Sensoren benötigen bisher eine direkte Kabelverbindung zur Computereinheit.
Speicherfolien
Ein völlig anderes Prinzip stellen die Speicherfolien dar. Sie bestehen ebenfalls aus einem mit einem Aktivator (z. B. Europium [Eu]) dotierten, anorganischen Halbleiter (z. B. Y2O3), was ausgeschrieben wie folgt aussieht: Y2O3 :Eu. Nicht unähnlich einer normalen Verstärkerfolie arbeiten sie nach dem Lumineszenzprinzip, weisen jedoch im Gegensatz zu dieser einen so genannten Memoryeffekt auf, d. h. sie speichern die aufgenommene Energie über aktivierte Elektronen über einen längeren Zeitraum (bis zu zwölf Stunden). Ausgelesen werden die Bildinformationen über eine Laserscannereinheit, welche die Folie Zeile für Zeile abfährt (Abb. 2).
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| Abb. 2: Grundprinzip der Speicherfolientechnik. Nach
Belichtung der Folie erfolgt das Auslesen der Bildinformation über einen
Laserscanner und das Bild wird anschließend digitalisiert und vom Computer
als Pixelmatrix in den entsprechenden Graustufen auf dem Monitor
ausgegeben. Die Speicherfolie wird durch Überbelichtung gelöscht und vor
erneuter Verwendung in eine lichtdichte Folie
eingebracht. |
Die auftreffende Laserlichtquantenenergie genügt als Energiepuls, um
die aktivierten Elektronen zum Rückfall in ihren Ausgangsenergiezustand zu
bewegen. Die dabei ausgesandten Lichtblitze werden in der Ausleseeinheit über
einen Photomultiplier verstärkt und von einer CCD-Kamera aufgenommen. Die
Darstellung erfolgt analog zu der oben beschriebenen direkten Technik auf einem
Monitor.
Vor- und Nachteile der verschiedenen Verfahren
Ein grundsätzlicher Vorteil der digitalen Verfahren gegenüber der herkömmlichen Technik ist die deutliche Dosisreduktion aufgrund der hohen Empfindlichkeit sowohl der Sensorenelemente als auch der Speicherfolien gegenüber Röntgenquanten. Dies bedeutet vor allem einen deutlichen Vorzug durch die Reduktion der notwendigen Belichtungszeit bei normalen, d. h. statischen Röntgenaufnahmen, wie z. B. Zahnfilmaufnahmen. Hierbei kann eine Dosisreduktion von 40 bis 80 Prozent mit digitalen Bildrezeptoren erreicht werden (18). Bei einer Panoramaschichtaufnahme hingegen, bei der die Belichtungszeit allein durch die zur Darstellung der Schicht notwendige Umlaufgeschwindigkeit determiniert wird, kann die Dosis nur durch Absenkung der Heizstromstärke (mA) oder der Röhrenspannung (kV) gesenkt werden, was ca. einer Dosisreduktion von 45 Prozent an effektiver Dosis entspricht (17).
Abbildungstechnisch deutlich vorteilhaft gegenüber den biegsamen Filmen wirkt sich aus, dass die starren digitalen Rezeptoren sich nicht verbiegen lassen und somit typische Verzerrungen, wie sie durch Biegungen des Bildrezeptors immer hervorgerufen werden, nicht auftreten können. Allerdings muss hierbei angemerkt werden, dass einige Hersteller, wohl aufgrund großer Nachfrage, an der Entwicklung flexibler digitaler Rezeptoren arbeiten. Dies erscheint aus physikalischer Sicht unsinnig, da sich die auftretenden Verzerrungen natürlich stark negativ auf die Bildqualität auswirken und sie sich nicht aus den Bilddaten herausrechnen lassen. Ein weiterer Vorteil digitaler Aufnahmen ist der Wegfall des sehr fehlerbehafteten Entwicklungsprozesses mit seinen zudem umweltbelastenden Chemikalien (22,25).
Nachteilig ist bei den zurzeit auf dem Markt befindlichen Sensoren noch deren Dicke und die notwendige Kabelverbindung zur Datenverarbeitungseinheit. Beide Eigenschaften erschweren das Anwenden der Sensoren in der beengten Mundhöhle und können zu Wiederholungsaufnahmen führen. Zudem führen Überbelichtungen bei CCD-Sensoren zu so genannten "Blooming"-Artefakten (Abb. 3) durch überspringende Ladungen, was bei der Vorwahl der Belichtungszeit entsprechend berücksichtigt werden muss.
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| Abb. 3: Normal (links) und stark überbelichtete (rechts)
CCD-Sensor Zahnfilmaufnahme der linken Oberkieferseitenzahnregion. Zu
beachten sind die durch überschießende Ladungen verursachten
"Blooming-Artefakte" (schwarze Flecken) auf der überbelichteten Aufnahme
(rechts). |
Vergleicht man beide digitale Techniken miteinander, so erscheint es logisch, dass die Sensoren eine höhere optische Auflösung ermöglichen als die analogen Speicherfolien, bei denen vor die digitale Signalweiterverarbeitung der analoge Zwischenschritt der Folie geschaltet ist. Tatsächlich erreichen derzeitige Speicherfolien nur eine Auflösung von ca. 5,5 lp/mm, moderne CCD-Sensoren jedoch von ca. 15 bis 20 lp/mm. Andererseits ermöglichen aber gerade die filmähnlichen, dünnen Speicherfolien bei den Zahnfilmaufnahmen ein sehr ähnliches Handling wie Röntgenfilme, was ihren Einsatz im Gegensatz zu den dickeren, kabeltragenden Sensoren deutlich erleichtert. Auch haben Speicherfolien einen sehr großen dynamischen Bereich, d. h. sie sind unempfindlich gegen Über- und Unterbelichtungen. Dadurch kann die Dosis weiter reduziert werden, ohne die Bildqualität zu verschlechtern.
Digitale Bildnachbearbeitung
Wie oben erklärt, besteht jedes digitale Röntgenbild nur aus einzelnen räumlich exakt zugeordneten Grauwerten. Mathematische Operationen in dieser 2D-Matrix (xy-Koordinatensystem) sind daher relativ einfach und vielfältig. Neben der einfachen Veränderung des Grauwert-Histogramms zur optimalen Ausnutzung des gesamten Spektrums können so z. B. Mittelwerte der Grauwerte zwischen einzelnen benachbarten Pixeln gebildet werden (Mittelwertsfilter), ausgeprägte Grauwertunterschiede zwischen benachbarten Pixeln detektiert (Kantenfilter, Merkmalerkennungsfilter) oder auch den Grauwerten spezifische Farben zugewiesen werden (Falschfarbendarstellung). Die prinzipielle Möglichkeit, an digitalen Bilddaten jegliche Art von Berechnung durchführen zu können, ist sicher ein Hauptvorteil der digitalen Technik gegenüber der konventionellen. Es muss jedoch unbedingt betont werden, dass wirklich für eine bestimmte diagnostische Fragestellung verbessernd wirkende Bearbeitungsmethoden nur sehr schwer zu finden sind und auf diesem Gebiet derzeit noch kaum sichere Daten vorliegen (3,13). Eine unspezifische, d. h. nicht nachweislich für die entsprechende Fragestellung optimierte Nachbearbeitung der Röntgenaufnahmen kann u. U. auch falsch positive pathologische Ergebnisse (z. B. nicht vorhandene kariöse Läsionen) vorspiegeln. Auch ist natürlich die Bildmanipulation in betrügerischer Absicht möglich (15). Bevor wirklich sinnvolle Bearbeitungsalgorithmen auf breiter Basis in die entsprechenden Softwarepakete implementiert werden können, ist noch eine größere Anzahl entsprechend konzipierter, aussagekräftiger Studien auf der Basis validierter Receiver Operating Characteristic(ROC)-Analysen notwendig.
Spezielle Anwendungsgebiete der digitalen Röntgentechniken
Digitale Subtraktionsradiografie (DSR)
Da es sich bei den digitalen Aufnahmen letztendlich nur
um eine Abspeicherung von Grauwerten in einer 2D-Matrix handelt, kann man
theoretisch durch Subtraktion des Grauwertes eines Pixels einer Basisaufnahme
von dem identischen Pixel einer Vergleichsaufnahme die Veränderung in der
Absorption am entsprechenden Ort erkennen. Bei sowohl in der
Projektionsgeometrie als auch der Grauwertverteilung identischen Aufnahmen
müsste der Wert von null für jeden Pixel bei dieser Berechnung resultieren. Bei
z. B. durch Materialan- oder abbau (Knochenabbau, Karies etc.) hervorgerufenen Veränderungen wäre dieser Wert hingegen von null verschieden, was durch eine andere Farbdarstellung erkennbar gemacht werden kann. Per conventionem wird größere Transluzenz (= weniger Absorption) als dunklerer Grauwert, niedrigere Transluzenz (= höhere Absorption) als hellerer Grauwert und null als einheitlicher, neutraler Grauwert dargestellt (6). Unter o. g. Gesichtspunkten identische Aufnahmen würden nach diesem Verfahren einen einheitlichen Grauwert aufweisen, Strukturen dürften nicht erkennbar sein. Obwohl diese Technik sehr einfach und aussagekräftig erscheint, hat sie doch zwei unvermeidbare Nachteile: zum einen die Anfälligkeit gegenüber minimalen Unterschieden in der Projektionsgeometrie, zum zweiten die notwendige Übereinstimmung im Kontrast und in der Grauwertverteilung. Letztere Problematik kann durch Angleichung des Grauwert-Histogramms über intrinsische (Zähne) oder extrinsische (Aluminium-Stufenkeil) Referenzstrukturen gelöst werden. Die Notwendigkeit einer gleichen Projektionsgeometrie mehrerer Aufnahmen ist auch in der DSR nur durch strikte Standardisierung der Aufnahmen und durch das entweder manuelle oder automatische Auffinden von Referenzstrukturen und anschließendes digitales Abgleichen der Aufnahmen zu erreichen (7,8).
Obwohl bis dato im deutschsprachigen Raum noch wenig in Verwendung, hat die DSR jedoch eindeutige Vorteile gegenüber der konventionellen Röntgentechnik, wenn es um die Darstellung von Veränderungen an Knochen (5) oder der Zahnhartsubstanz (6,24) geht. Durch die Implementierung in die radiologische Software und durch zu erwartende Vereinfachungen in der geometrischen Angleichung der Röntgenaufnahmen durch entsprechende Algorithmen ist jedoch zu erwarten, dass diese Technik in Zukunft auch in der deutschen Zahnmedizin an Bedeutung gewinnen wird. Eine interessante Seite zur internetbasierten DSR der Universität Aachen ist unter http://libra.imib.rwth-aachen.de/
dsr/ zu finden; hier können Bilder zur Subtraktion online versandt werden. Das berechnete Subtraktionsbild wird dem Absender unmittelbar als E-Mail zurückgeschickt.
Tuned Aperture Computed Tomography (TACT®)
Basierend auf der seit langem bekannten Tomosynthese (4) wurde 1997 eine interessante Neuentwicklung zur 3D-Rekonstruktion auf der Basis von Zahnfilmaufnahmen von der Arbeitsgruppe Webber et al. eingeführt: die so genannte Tuned Aperture Computed Tomography (TACT®) (20). Das Prinzip besteht darin, mehrere digitale Aufnahmen einer Region aus verschiedenen, in ihrer geometrischen Anordnung zueinander nicht vorgegebenen, unterschiedlichen Projektionsrichtungen zu erzeugen (Abb. 4).
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| Abb. 4: Projektionsgeometrie und Prinzip der
Bilddarstellung bei der Tuned Aperture Computed Tomography (TACT®). Im
Unterschied zu der seit langem bekannten Tomosynthese sind hier die
Positionen der einzelnen Fokuspositionen nicht vorgegeben. Diese müssen
jedoch unterschiedlich sein und hinreichend weit vom Objekt entfernt
liegen, um Vergrößerungseffekte zu eliminieren. Über die Abbildungen der
temporär am Objekt befestigten Referenzkugel berechnet der Algorithmus
über Rückprojektion die 3D-Bildinformation. Die dargestellten acht
Fokuspositionen sind hier zur Veranschaulichung der nicht vorgegebenen,
räumlichen Lage über die grau schraffierte Fläche
verbunden. |
Das interessierende Objekt kann z. B. während der Expositionen temporär mit
einer kleinen, in Fokusrichtung gelegenen, metallenen Referenzkugel ausgestattet
sein. Vereinfacht ausgedrückt wird mit Hilfe der Kugelpositionen auf den
Einzelaufnahmen dann durch einen Rückprojektions-Algorithmus die räumliche
Anordnung der abgebildeten Strukturen rekonstruiert (20). Prinzipiell ist auch
die Verwendung objektinterner Srukturen als Referenz möglich. Es genügen in der
Regel acht digitale Einzelaufnahmen, wobei die resultierende effektive
Dosisbelastung durchaus im Bereich einer herkömmlichen Filmaufnahme liegen kann.
Dies ist ein großer Vorteil dieser interessanten neuen Technik, weil sie
3D-Rekonstruktionen bei gleichzeitig minimaler Strahlenbelastung erlaubt. Obwohl
für die Zahnmedizin entwickelt, ist nach Auskunft des Erfinders Dr. R. L. Webber
bis dato noch kein Gerät auf dem Markt, mit dem TACT® in der Zahnmedizin
angewandt werden kann. Dies wird sich jedoch vermutlich in naher Zukunft ändern,
da z. B. erst kürzlich für die Mammographie bereits ein entsprechendes
Röntgengerät (Instrumentarium Corp. Helsinki, Finnland) auf den Markt gebracht
wurde.
Computertomographie (CT) und Digitale Volumentomographie (DVT)
Das bereits seit vielen Jahren verwendete Prinzip der Computertomographie beruht auf der zirkulären Aufnahme eines Objektes aus einem in 360°-Anordnung um dieses herum angeordneten Röhrensystem, wobei das durch das Objekt verursachte Absorptionsmuster des fächerförmigen Strahlenbündels jeweils von einem gegenüberliegenden Detektorsystem registriert wird. Über eine Rechnereinheit wird aus den Daten durch so genannte gefilterte Rückprojektionen jedem durchstrahlten Objektpunkt in der Schicht ein Schwächungswert zugerechnet, der dann in Graustufen ortsbezogen auf einem Monitor ausgegeben wird. Will man dreidimensionale Informationen über das Objekt erhalten, muss man entsprechend viele Umläufe und damit Schichten erzeugen, wobei der Vorschub des Röhren/Detektorsystems relativ zum statischen Objekt die Auflösung in der z-Richtung determiniert (Abb. 5). Durch Verwendung einer spiraligen Bewegung der Röntgenröhre anstatt einer kreisförmigen wurde in jüngerer Zeit das Spiral-(3D)-CT entwickelt, welches wirkliche 3D-Informationen des abgescannten Objektabschnitts liefert, da zwischen den Schichten keine "Zwischenwerte" fehlen.
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Abb. 5: In der Computertomographie wird z. B. durch einen
360°-Umlauf eines fächerförmig eingeblendeten Strahlenbündels (hier
lediglich vier willkürliche Fokuspositionen 1-4 abgebildet) um das Objekt
in einem Ring mit jeweils gegenüberliegenden Detektoren eine Objektscheibe
(xy-Ebene) definierter Dicke abgebildet. Durch Vorschub des Objektes in
z-Richtung wird der Ring relativ zum Objekt in die nächste Position
gebracht, wo ein erneuter Umlauf erfolgt. |
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Abb. 6: Konusförmiges Strahlenbündel bei der digitalen
Volumen-Tomographie (DVT). Hier wird ein ganzes Volumen des Objektes (z.
B. der maxillomandibuläre Komplex) auf einmal in einem 360°-Umlauf
durchstrahlt und das jeweilige Absorptionsmuster jeweils auf einem
gegenüberliegenden Flächensensor detektiert. Durch komplexe Algorithmen
wird danach das dreidimensionale Absorptionsrelief des durchstrahlten
Volumens errechnet und gewöhnlich als einzelne axiale Schichten in den
bekannten Graustufen dargestellt. |
Auf einem anderen Prinzip basiert die ebenso für die Zahnmedizin entwickelte Digitale Volumentomografie. Hier wird statt eines fächerförmigen Strahlenbündels ein konusförmiges verwendet (Abb. 6), was in einem Umlauf simultan ein ganzes Volumen des Objektes durchstrahlt. Hierdurch lässt sich die Strahlenbelastung im Vergleich zum CT senken, allerdings ergeben sich auch einige systemimmanente Probleme bei den Algorithmen zur Berechnung der Bilddaten. Weichteildiagnostik ist mit dem DVT noch schwieriger als mit dem CT, wo im sog. Weichteilfenster durch entsprechendes Anheben der schwachen Bildsignale (geringe Absorption), der Weichteilkontrast erhöht wird. Andererseits ist das DVT nicht so anfällig gegenüber Metallartefakten wie das CT, was insbesondere bei der Diagnostik im Bereich des zahntragenden Kieferanteils (prothetische Kronen, Füllungen) ein Vorteil dieser Technik ist.
Magnetresonanztomographie
Nur kurz erwähnt werden soll hier die Magnetresonanztomographie (MRT, MRI, NMR), weil diese nicht mit Röntgenstrahlung, sondern mit Magnetfeldern arbeitet und deswegen nicht zu den Röntgentechniken im engeren Sinne gehört. Hierbei werden Protonen (H (+)-Atome) in einem äußeren Magnetfeld zu einer Schwingrichtungsänderung und damit Ausrichtung angeregt und ihre Rückkehr in die Ausgangsposition wiederum durch ringförmig um das Objekt angeordnete Detektoren als Signal aufgezeichnet. Dies ergibt ein Schnittbild in der Ringebene, wobei hier per Definition signalreiche (H (+)-reiche) Gebiete hell, signalarme
(H (+)-arme) Regionen hingegen dunkel dargestellt werden. Somit ist Weichgewebe mit seinem hohen Wasseranteil stark signalgebend, für Knochen gilt das Gegenteil. In der Zahnheilkunde ist das MRT bis jetzt hauptsächlich zur Kiefergelenksdiagnostik etabliert, da sich der Discus articularis bei Verwendung entsprechender Spulen sehr gut darstellen lässt. Auch die MRT-Technik ist jedoch teuer und absolute Unschädlichkeit kann ihr aus wissenschaftlicher Sicht bis dato auch nicht attestiert werden, auch wenn die durch starke Magnetfelder bei biologischen Organismen ausgelösten Kurz- und Langzeiteffekte in ihrer Gesamtheit noch nicht bekannt sind.
Fazit
Digitale Techniken haben in den letzten Jahren einen spürbaren Entwicklungsschub auch im Bereich der zahnärztlichen Radiologie verursacht. Obwohl diese Entwicklung weitergeht, was vermutlich in naher Zukunft noch viele interessante technische Neuerungen erwarten lässt, ist heute bereits der wissenschaftliche Nachweis erbracht, dass digitale Aufnahmen z. B. für die Kariesdiagnostik als gleichwertig zum derzeitigen Filmstandard einzustufen sind (22). Durch digitale Subtraktionsradiographie kann, eine entsprechend standardisierte Aufnahmetechnik vorausgesetzt, bereits eine 5%ige Zu- bzw. Abnahme an Mineralmasse pro Volumeneinheit detektiert werden, während dies bei herkömmlichen Röntgenaufnahmen erst bei ? ± 30 Prozent möglich ist (5). Für die Kephalometrie wird eine Verbesserung der kieferorthopädischen Diagnostik auf Fernröntgen-Seitenaufnahmen durch den Einsatz digitaler Bearbeitungs- und Kombinationsmöglichkeiten prognostiziert (12). Eine vielversprechende neue Technik, die Tuned Aperture Computed Tomography (TACT®), ermöglicht bei geringer Strahlenbelastung die dreidimensionale Darstellung interessierender Strukturen und verbessert dadurch auch in vivo die diagnostische Information (21).
Die Computertomographie ist ein relativ strahlenbelastendes Verfahren, welches im Vergleich zu einem herkömmlichen Zahnfilmstatus (14 Aufnahmen) eine ungefähr doppelt so hohe Strahlenexposition für den Patienten bedeutet (16): Die Indikation für dieses Verfahren ist daher in der Zahnmedizin eng zu stellen und in der Regel komplexen implantologischen Augmentationsfällen oder anderen komplikationsbehafteten chirurgischen Eingriffen vorbehalten, wo eine präzise dreidimensionale Abbildung der betroffenen anatomischen Region präoperativ notwendig ist. Insbesondere in der Hartgewebsdiagnostik kann das CT großteils durch die Digitale Volumentomographie ersetzt werden, wodurch die Strahlenbelastung deutlich minimiert werden kann (9).
In Zukunft werden die beschriebenen und vermutlich auch andere, neuartige digitale bildgebende Verfahren auch in der Zahnmedizin in größerem Umfang Einzug halten und die diagnostischen Möglichkeiten erweitern. Die Frage, wann und wie sie in der Praxis eingesetzt werden können, wird jedoch sicher in Anbetracht der gegenwärtigen Problematik der Kostenentwicklung im Gesundheitswesen kontrovers diskutiert werden.
Korrespondenzadresse:
OA Dr. Ralf Kurt Willy Schulze
Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie
Augustusplatz 2
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Tel: 06131 173053
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