Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 1.736
5-Year Impact Factor – 2.135
Index Copernicus  – 168.52
MEiN – 70 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2010, vol. 19, nr 6, November-December, p. 697–707

Publication type: original article

Language: English

Possibility of Magnetic Resonance Imaging Application in Teaching Preclinical Dentistry – Endodontic and Prosthetic Treatment Prognosis

Możliwości zastosowania obrazowania magnetyczno-rezonansowego w nauczaniu stomatologii przedklinicznej – planowanie postępowania endodontyczno-protetycznego

Marta Tanasiewicz1,

1 Department of Conservative Dentistry and Endodontics, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

Abstract

Background. The necessary condition for successful both endodontic and prosthetic reconstruction treatment is the precise mapping of the shape of dental cavities. The aim of this work is an elaboration and verification of the possibility of using 3D Spin Echo MRI techniques in teaching preclinical dentistry both in endodontic and prosthetics specialty.
Objectives. Author’ aim was to obtain an elaboration and a verification, whether there exists a possibility to use, at the level of in vitro analysis, techniques of the Magnetic Resonance Imaging, which are based on the 3D sequence of the Spin Echo that may in the future find employment in the teaching of preclinical dentistry, clinical dental therapy and diagnostics within the scope of: a dimensional imaging of the inner topography of teeth and spatial structure of a chamber and root canals of teeth for the therapeutic and didactic aims; introduction of a nondestructive and a non-impressional method of reconstruction of the topography of the inner spaces of the human teeth for the purposes of the reconstructive dentistry.
Material and Methods. 6 extracted molar teeth were used for measurements without additional preparation, after endodontic and prosthetic preparation. MR measurements were carried out on a 4.7 T research MRI system equipped with Maran DRX console.
Results. Figures show 3D images of outer surface, inner space of the teeth before and after endodontic preparation and internal tooth fixation constructed using both classical methods (polymer mass impression) and non-impressional methods (MRI representation). The sizes of the presented volumes were calculated. Internal tooth volumes were determined before and after endodontic treatment; total tooth volumes were also measured. Research proceedings made it possible to compare the quality of internal tooth space after preparation for inner root canals fixations constructed using both classical methods and non-impressional MRI method.
Conclusion. The results that has been achieved, indicate at the possibility of employing techniques of the MRI, that are based on the 3D sequence of the Spin Echo as well as on the Single Point Imaging, for the dimensional mapping of the outer topography of teeth as well as a structure of the root canals for the therapeutic and didactical purposes. A numerical model of prepared root canals obtained with the method of the magnetic resonance visualization may constitute in the future a basis for a non-impressional technique of imaging, useful for reconstructive dentistry and for teaching preclinical dentistry in endodontic and prosthetic speciality.

Streszczenie

Wprowadzenie. W dentystyce, podczas kompleksowego postępowania leczniczego, mającego na celu odtworzenie uszkodzonych zębów lub ich fragmentów, ważne jest prawidłowe zobrazowanie topografii kanałów korzeniowych oraz precyzyjne ich odwzorowanie. W klasycznej metodzie odwzorowania w celu otrzymania dokładnej kopii kanałów korzeniowych wykonuje się negatywowe odwzorowanie polimerowe, a następnie model gipsowy, który służy jako matryca do odlania metalowego umocowania wewnątrzkanałowego. Prawidłowe i precyzyjne odwzorowanie kształtu oraz objętości przestrzeni wewnątrzzębowych pozwala na transpozycję uzyskanego odwzorowania topograficznego na ostateczne umocowanie wewnątrzkanałowe. Trudnością w uzyskaniu prawidłowego odwzorowania metodami klasycznymi jest występowanie zakrzywień korzeni i ich rozbieżności, szczególnie w zębach wielokorzeniowych. Pojawiają się również niedoskonałości w czasie wykonywania złożonych prac odtwórczych, związane z niestabilnością parametrów mas impresyjnych.
Cel pracy. Opracowanie i sprawdzenie możliwości wykorzystania na poziomie analiz in vitro technik obrazowania magnetyczno-rezonansowego opartego na sekwencji 3D echa spinowego (Spin Echo 3D SE) i SPI (Single Point Imaging) mogących mieć późniejsze zastosowanie w dydaktyce przedklinicznej, terapii i diagnostyce dentystycznej, z zakresu: obrazowania przestrzennego topografii zewnętrznej zębów i przestrzennej struktury komory i kanałów korzeniowych zęba do celów terapeutycznych oraz dydaktycznych; wprowadzenia niedestrukcyjnej i nieimpresyjnej metody odwzorowania topografii przestrzeni wewnętrznych zębów ludzkich do potrzeb dentystyki odtwórczej; wyznaczania objętości przestrzeni wewnętrznych zębów, podczas postępowania endodontycznego oraz planowania postępowania endodontycznego.
Materiał i metody. Materiał badawczy stanowiły trzonowe zęby ludzkie, opracowane pod umocowania wewnątrzkanałowe. Posłużono się tomografem badawczym o polu 4,7 T z konsolą pomiarową Maran DRX.
Wyniki. Uzyskano wizualizację przestrzeni wewnętrznych zębów przed i po opracowaniu endodontycznym, odwzorowań negatywowych i kopii gipsowych oraz wartości liczbowe określające odpowiednie objętości.
Wnioski. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość wykorzystania w przyszłości techniki obrazowania magnetycznorezonansowego opartego na echu spinowym do przestrzennego odwzorowania topografii zewnętrznej zębów oraz przebiegu i struktury kanałów korzeniowych zębów do celów terapeutycznych i dydaktycznych. Numeryczny model opracowanych kanałów korzeniowych otrzymany metodą obrazowania magnetyczno-rezonansowego może stanowić w przyszłości podstawę nieimpresyjnej techniki odwzorowywania. Wyznaczenie dzięki zastosowanym technikom obrazowania magnetyczno-rezonansowego parametrów pomiarowych może usprawnić planowanie postępowania endodontycznego.

Key words

Magnetic Resonance Imaging, preclinical dentistry, tooth, endodontic treatment, prosthetic treatment

Słowa kluczowe

mikroskopia rezonansu magnetycznego, stomatologia przedkliniczna, zęby, leczenie endodontyczne, leczenie protetyczne

References (23)

  1. Wang MQ, Shibata T, Zhang Y: Correlation of coronal form of condyle and disc on MR imaging. J Dent Res 2002, SpecIss A81, 1740.
  2. Araki Y: TMJ space in patients with unilateral posterior crossbite. J Dent Res 2002, SpecIss A81, 1586.
  3. Webber RL: Oral imaging as a diagnostic tool for assessing osseous changes. J Bone Miner Res 1993, 8, 543–548.
  4. Uchiyama K: MRI evaluation in diagnosis of mandibular osteomyelitis J Dent Res 2001, Spec Iss 80, 658.
  5. Cevidanes LHS: Precision of 3D craniofacial landmark data using magnetic resonance scans. J Dent Res 2002, SpecIssA, 3128.
  6. Gray CF, Redpath TW, Smith FW: Pre-surgical dental implant assessment by magnetic resonance imaging. J Oral Implantol 1996, 2, 147–153.
  7. Olt S, Jakob P: Contrast-enhanced Dental MRI for visualisation of the teeth and jaw. Magn Reson Med 2004, 2, 174–176.
  8. Shafiei F, Honda E, Takahashi H, Nishimura F, Saasaki T: Minimizing dental alloys artifacts in MR imaging. J Dent Res 2001, Spec Iss 80, 1493.
  9. Appel TR, Baumann MA: Solid-state nuclear magnetic resonance microscopy demonstrating human dental anatomy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Radiol Endod 2002, 2, 260–261.
  10. Baumann MA, Gross D, LehmannV, Zick K: Magnetic resonance microscopy – new prospects for endodontics. Schw Monat Zahnmed 1993, 103, 1407–1414.
  11. Tanasiewicz MM, Węglarz WP, Kupka TW, Jasiński A: Teeth caries decay in MR Imaging. Polish Seminar on Nuclear Magnetic Resonance and Its Applications, Kraków 2005, 38, 12.
  12. Latta P, Gruwel MLH, Edie E, Shramek M, Tomanek B: Single point imaging with suppressed pressure levels through gradient-shape adjustment. J Magn Reson 2004, 170, 177–185.
  13. Sramek M, Kaufman A: Fast ray-tracing of rectilinear volume data using distance transformers. IEEE Trans Vis Comp Graphics 2000, 6, 236–253.
  14. Ploder O, Patric B, Rand T, Baumann A: Reperfusion of autotransplanted teeth – comparison of clinical measurement by means of dental magnetic resonance imaging. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2001, 92, 333–340.
  15. Węglarz WP, Tanasiewicz M, Kupka T, Skórka T, Sułek Z, Jasiński A: 3D MR imaging of dental cavities – an in vitro study. Solid State NMR 2004, 25, 84–87.
  16. Tanasiewicz M: Mikroskopia rezonansu magnetycznego w diagnostyce endodontycznej. Możliwości nieimpresyjnego obrazowania jam zębowych dla potrzeb dentystyki odtwórczej. Magazyn Stomatol 2003, 3, 64–68.
  17. Latta P, Gruwel M, Edie E, Shramek M, Tomanek B: SPI with suppressed pressure levels through gradient-shape adjustment. J Magn Reson 2004, 170, 177–185.
  18. Tanasiewicz M, Węglarz WP: Obrazowanie zębów świnki morskiej za pomocą rezonansu magnetycznego techniką echa spinowego w warunkach in vivo. Czas Stomatol 2007, 60, 815–824.
  19. Tanasiewicz M: Nowe obszary zastosowań rezonansu magnetycznego w terapii i diagnostyce dentystycznej. Seria: Rozprawy habilitacyjne – Śląska Akademia Medyczna w Katowicach 2006, 28, 68–70.
  20. Kupka T, Tanasiewicz M, Tanasiewicz R: Odbudowa kombinowana typu żywica/stop z zastosowaniem indywidualnego umocowania wewnątrzkanałowego. Inż Ortop Prot 2001, 3, 159–166.
  21. Lee M, Yau HT: CAD/CAM use in dental laboratory. Dentistry Today 2006, 9, 92–93.
  22. Wu L, Yan HX, Yang M: The construction of geometric models of dentition effects based on 3-dimensional industrial computed tomography image. Shanghai Kou Oiang Yi Xue 2006, 15, 535–538.
  23. Lloyd C, Scrimgeour SN, Chudek JA, Hunter G, MacKay RL: Caries detection with MR technique. Quintessence Int 1998, 3, 145–151.