Precisão comparativa da Técnica de Clareamento, CBCT e Micro-CT no estudo da configuração do canal radicular mesial dos primeiros molares mandibulares

Resumo

Objetivos: Comparar a precisão da técnica de clareamento e da tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT) na avaliação das configurações de canais radiculares usando o sistema de imagem de microtomografia computadorizada (micro-CT) como padrão de referência.

Metodologia: Trinta e dois raízes mesiais de primeiros molares mandibulares, selecionados com base em varreduras de micro-CT (tamanho do voxel: 19,6 μm) e apresentando várias configurações de canais, foram avaliados usando 2 scanners de CBCT (tamanhos de voxels: 120 μm e 150 μm) seguidos pela técnica de clareamento. Dois examinadores analisaram os dados de cada método e classificaram a configuração anatômica do canal mesial de acordo com o sistema de Vertucci. Os dados foram comparados usando os testes exato de Fisher e qui-quadrado. A confiabilidade de cada avaliação foi verificada pelo teste kappa, e o nível de significância foi estabelecido em 5%.

Resultados: O valor kappa indicou um alto nível de concordância entre os examinadores. A detecção de configurações do tipo I foi significativamente menor em dentes clareados (P < 0,05), enquanto canais radiculares do tipo II foram detectados em todos os espécimes por ambos os testes (P > 0,05). Em raízes mesiais com configurações anatômicas variáveis, o CBCT e o método de clareamento foram significativamente menos precisos do que o padrão de referência (P < 0,05).

Conclusão: Dentro da população dental estudada, a precisão na identificação da configuração do canal radicular mesial foi influenciada grandemente pelo método de avaliação e pelo tipo de anatomia. A detecção de configurações do tipo I em dentes limpos foi significativamente menor, enquanto as configurações do tipo II foram detectadas em todos os espécimes por ambos os métodos. Em raízes mesiais com configurações anatômicas variáveis, nem os métodos de CBCT nem os métodos de limpeza foram precisos para detectar a anatomia real do canal radicular.

Introdução

A raiz mesial dos molares mandibulares possui uma das anatomias internas mais complexas na dentição humana, devido à alta prevalência de curvaturas, istmos, lâminas e múltiplos canais que se juntam e se separam em diferentes níveis da raiz (Villas-Boas et al. 2011). Devido a essa configuração complexa, essa raiz tem sido o foco de vários estudos anatômicos utilizando métodos que incluem injeção de resina plástica, radiografia, histologia, microscopia eletrônica de varredura, tomografia computadorizada convencional (TC) e limpeza de amostras com injeção de tinta (de Pablo et al. 2010). Sem dúvida, essas abordagens metodológicas foram utilizadas com sucesso ao longo de muitas décadas, fornecendo informações úteis aos clínicos. No entanto, limitações inerentes, discutidas repetidamente na literatura endodôntica, têm incentivado a busca por metodologias mais novas que possam potencialmente superar os desafios anatômicos que a dentição humana apresenta.

Uma técnica ideal para o estudo da anatomia do canal radicular seria aquela que não é apenas precisa, simples, não destrutiva, mas também, e mais importante, viável e reproduzível em um in vivo cenário (Neelakantan et al. 2010b, Zhang et al. 2011). Melhorias nos sistemas de imagem digital permitiram a avaliação in vivo da anatomia do canal radicular usando métodos não destrutivos, como a tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT) (Wang et al. 2010). As técnicas de CBCT melhoram a detecção de raízes e canais adicionais, incluindo o canal mesio-palatal da raiz mesio-bucal dos molares maxilares, quando comparadas à radiografia digital bidimensional (Eder et al. 2006, Matherne et al. 2008, Blattner et al. 2010). Por outro lado, em um cenário ex vivo, as técnicas de microtomografia computadorizada não destrutiva (micro-CT) ganharam popularidade porque fornecem precisão, alta resolução e podem ser usadas para medições quantitativas e qualitativas detalhadas da anatomia do canal radicular (Peters et al. 2000, Plotino et al. 2006, Ordinola-Zapata et al. 2013, Versiani et al. 2013).

Apesar do considerável número de estudos publicados sobre a anatomia interna dos dentes posteriores, existem poucas informações sobre a precisão dos métodos de clareamento, CBCT e micro-CT para identificar a morfologia da anatomia do canal radicular (Lee et al. 2014, Maret et al. 2014, Kim et al. 2015). Portanto, o objetivo deste estudo foi comparar a precisão da técnica de clareamento e da varredura CBCT na avaliação da configuração do canal radicular mesial dos primeiros molares mandibulares, utilizando um sistema de imagem micro-CT como padrão de referência. A hipótese nula testada foi que não havia diferença na precisão desses métodos em determinar a configuração do canal radicular no canal mesial dos primeiros molares mandibulares.

Material e métodos

Varredura micro-CT

Após a aprovação do Comitê de Ética local (protocolo 131-2010), um total de 75 primeiros molares mandibulares humanos extraídos foram escaneados em um dispositivo micro-CT (SkyScan 1174v2; Bruker-microCT, Kontich, Bélgica) a 50 kV, 5300-ms de exposição, passo de rotação de 0,8, 360^o graus de rotação e uma resolução isotrópica de 19,6 μm, utilizando um filtro de alumínio de 0,5 mm de espessura. O gênero e a idade do paciente eram desconhecidos, e os dentes foram extraídos por razões não relacionadas a este estudo.

Imagens de cada espécime foram reconstruídas com software dedicado (NRecon v.1.6.3; Bruker-microCT) fornecendo seções transversais axiais da estrutura interna das amostras. A representação de superfícies poligonais dos canais radiculares foi gerada a partir das imagens de origem usando um limiar de segmentação automática e modelagem de superfície com o software CTAn v.1.12 (Bruker-microCT). Dois operadores experientes e previamente calibrados classificaram a configuração do canal da raiz mesial de acordo com a classificação de Vertucci (Vertucci 2005) usando o Data Viewer v.1.5.1.2 (Bruker-microCT) e o software CTVol v.2.2.1 (Bruker-microCT). Com base nessa avaliação qualitativa, trinta e dois dentes com as configurações anatômicas mais prevalentes foram selecionados e distribuídos em 3 grupos:

Grupo 1 – Configuração Tipo I (n = 10): Presença de um istmo único e contínuo conectando os canais mesiobucal e mesiolingual, do terço coronal ao terço apical, terminando em um forame principal.

Grupo 2 – Configuração Tipo II (n = 10): Dois canais separados saindo da câmara pulpar, mas se fundindo antes do ápice para formar um único canal (configuração 2-1).

Grupo 3 – Configurações anatômicas que não se encaixaram no sistema de configuração de Vertucci (n = 12).

Escaneamento CBCT

Após fixar a coroa em uma base de cera, os molares selecionados foram escaneados com ProMax 3Ds (90 kVp, 12 mA, tamanho do FOV 4 9 5 cm, tamanho do voxel de 0,15 mm) (Planmeca, Helsinque, Finlândia) e Pax-i 3D (75 kVp, 10 mA, tamanho do FOV de 5 9 5 cm, voxels de 0,12 mm) (Vatech, Fort Lee, NJ, EUA) dispositivos CBCT. Todas as imagens foram exportadas para um computador desktop com um monitor LCD de alta resolução (Samsung SyncMaster 2220WM de 22 polegadas; Samsung, Seul, Coreia do Sul), que permitiu a modificação das predefinições do visualizador, incluindo angulação ou contraste, de acordo com a preferência individual (Fernandes et al. 2014).

Método de clareamento

Para os procedimentos de clareamento, foi utilizado um protocolo modificado de estudos publicados anteriormente (Sert & Bayirli 2004, Lee et al. 2014). Resumidamente, após a preparação da cavidade de acesso, os espécimes foram desmineralizados em ácido nítrico a 5% à temperatura ambiente. O ácido foi trocado diariamente, e o ponto final desse processo foi determinado por meio de radiografias dos dentes. Após uma lavagem completa dos dentes desmineralizados em água corrente por 2 h, as amostras foram desidratadas em concentrações crescentes de etanol (60% por 8 h, 80% por 4 h e 96% por 2 h) e as amostras foram tornadas transparentes ao serem imersas em salicilato de metila por 2 h. Para demonstrar a anatomia do canal, tinta indiana foi injetada na câmara pulpar com uma agulha de 27 gauge em uma seringa plástica e com a ajuda de pressão negativa. Os dentes clareados foram examinados sob um microscópio clínico (Zeiss, Weimar, Alemanha) com 10 9 aumento.

A avaliação das imagens de CBCT e dos dentes clareados foi realizada por 2 examinadores experientes e pré-calibrados, seguindo o sistema de classificação de Vertucci (Vertucci 2005). Os mesmos examinadores repetiram a avaliação 2 semanas depois para validar o processo de triagem. Após a análise, os avaliadores puderam visualizar as reconstruções de micro-CT usando o software Dataviewer (Data Viewer v.1.5.1.2; Bruker-microCT) e observar os modelos 3D dos dentes avaliados (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT). Subsequentemente, os resultados para ambos os métodos foram obtidos, e os avaliadores definiram suas respostas como corretas ou incorretas usando as reconstruções de micro-CT como padrão de referência para comparação.

Análise estatística

Os dados referentes aos métodos de CBCT e técnica de clareamento foram comparados estatisticamente com a análise de micro-CT usando os testes exato de Fisher e qui-quadrado. As confiabilidades intra e interexaminador para cada avaliação foram verificadas pelo teste kappa. As análises estatísticas foram realizadas usando o software GraphPad InStat (GraphPad, La Jolla, CA, EUA) com um nível de significância definido em 5%.

Resultados

A Tabela 1 exibe os resultados de concordância entre os examinadores relacionados à configuração dos sistemas de canais radiculares mesiais com base nas imagens de CBCT e no método de clareamento em comparação com a imagem de micro-CT. A identificação da configuração anatômica tipo I (grupo 1) foi significativamente menor apenas nos dentes clareados (P < 0,05), enquanto a configuração tipo II (grupo 2) foi precisamente identificada por ambos os métodos (P > 0,05). Por outro lado, considerando as configurações anatômicas que não se encaixam na classificação de Vertucci (grupo 3), o teste do qui-quadrado revelou uma diferença significativa entre os métodos de teste e o padrão de referência de micro-CT (P < 0,05). Assim, a hipótese nula testada foi rejeitada.

Os valores kappa na avaliação das imagens de CBCT (0,97–1,00) e dentes clareados (0,84 e 0,88) indicaram um alto nível de concordância entre os avaliadores. Os valores kappa intraexaminador de 0,97 e 1 para a técnica de clareamento e entre 0,94 e 0,97 para CBCT também indicaram um alto nível de concordância para ambas as avaliações. Imagens representativas da anatomia do canal radicular adquiridas de um dispositivo de micro-CT, a técnica de clareamento e sistemas de imagem CBCT são mostradas na Fig. 1.

Discussão

Por várias décadas, a técnica de clareamento foi considerada o melhor método disponível para o estudo morfológico do sistema de canais radiculares e suas variações (Vertucci 2005, de Pablo et al. 2010). Este método torna o dente transparente através da desmineralização após a injeção de materiais fluidos como metal fundido, gelatina ou tinta (Vertucci 1984). A principal limitação dessa técnica é que ela produz mudanças irreversíveis na estrutura do dente e cria artefatos, que podem não refletir com precisão a morfologia real do canal radicular (Grover & Shetty 2012, Lee et al. 2014, Kim et al. 2015).

No presente estudo, enquanto os métodos de teste foram capazes de identificar com precisão os canais radiculares menos intrincados do tipo II de Vertucci (grupo 2), a técnica de clareamento foi associada à menor precisão para detectar o tipo I de Vertucci (grupo 1) e configurações anatômicas mais complexas (grupo 3). Na verdade, nos grupos 1 e 3, a falta de difusão do corante distorceu a anatomia interna dos espécimes, resultando em uma configuração de canal radicular diferente (Fig. 1a). Essa constatação também foi observada em dois estudos anteriores nos quais dentes clareados mostraram menos detalhes anatômicos finos em comparação com imagens de micro-CT (Kim et al. 2015, Lee et al. 2014), confirmando que o método de clareamento era mais sensível à técnica do que as tecnologias de imagem 3D. As limitações da técnica de clareamento podem ser explicadas pela solução de corante não fluir lateralmente em estruturas anatômicas delicadas, como istmos ou barbatanas, um efeito análogo que também ocorre com soluções de irrigação, mesmo após o alargamento do sistema de canais radiculares (de Gregorio et al. 2009, 2012, Susin et al. 2010).

É importante ressaltar que Vertucci propôs seu sistema de classificação vários anos antes da introdução da tecnologia de micro-CT na pesquisa endodôntica. O advento do sistema de imagem de micro-CT supera várias limitações metodológicas da técnica de clareamento e permite a reportagem de várias novas variações anatômicas e complexidades da anatomia do canal radicular na dentição humana (Ordinola-Zapata et al. 2015) que não foram incluídas em classificações anteriores. Portanto, a introdução dessas novas configurações anatômicas precisa ser considerada em um futuro sistema de classificação de canais radiculares.

Recentemente, o CBCT foi utilizado em estudos ex vivo e in vivo para avaliar a anatomia do canal radicular em diferentes grupos de dentes (Neelakantan et al. 2010a). No entanto, até o momento, apenas alguns estudos compararam a precisão das técnicas de CBCT com micro-CT ou métodos histológicos na detecção de diferentes configurações de canais. Michetti et al. (2010) encontraram uma alta correlação entre imagens de CBCT (tamanho do voxel de 75 μm) e seções histológicas. No entanto, apenas 9 espécimes, incluindo 3 molares, foram estudados. Marca et al. (2013) compararam as variações da área da seção transversal do canal radicular em pré-molares maxilares de três raízes usando sistemas de imagem de CBCT (tamanho do voxel de 200 μm) e micro-CT (tamanho do voxel de 34 μm), e concluíram que o CBCT produziu as piores imagens em termos de detalhe. Fernandes et al. (2014) relataram que o CBCT foi capaz de identificar múltiplos canais em incisivos mandibulares, mas falhou em detalhar seus aspectos bidimensionais, quando comparado à avaliação de micro-CT. Por outro lado, dois estudos anteriores não relataram diferença entre CBCT e micro-CT na detecção do canal mesiopalatino (MB2) na raiz mesial de molares maxilares (Blattner et al. 2010, Domark et al. 2013). No entanto, os critérios de avaliação simples utilizados nesses estudos (presença ou ausência do MB2) podem explicar essa semelhança. Infelizmente, devido a diferenças nos desenhos metodológicos e aos dados publicados limitados que abordam este tópico, a comparação dos achados publicados com os resultados atuais é difícil.

Neste estudo, condições laboratoriais semelhantes foram utilizadas para ambos os métodos de imagem (micro-CT e CBCT), incluindo a estabilização do espécime durante o procedimento de escaneamento para evitar movimentos indesejados, e a remoção de osso, tecido mole ou restaurações para obter a melhor qualidade de imagem possível. Os resultados revelaram uma alta precisão de ambos os dispositivos CBCT para identificar os tipos de configuração de canal I e II. No entanto, assim como na técnica de clareamento, a falta de identificação de estruturas anatômicas finas também foi observada na análise de CBCT quando comparada às imagens de micro-CT (Fig. 1). Essas limitações tornaram-se mais evidentes durante a avaliação das raízes mesiais com configurações anatômicas que não se encaixavam nas configurações de Vertucci (grupo 3) e explicam por que anatomias não classificadas são raramente relatadas em estudos de clareamento ou CBCT sobre a anatomia do canal radicular (Sert & Bayirli 2004, Peiris et al. 2008, Wang et al. 2010, Kim et al. 2013). Nestes estudos, apenas 0 a 3% dos canais radiculares mesiais e distais de molares mandibulares apresentaram configurações anatômicas que não puderam ser categorizadas usando os parâmetros de Vertucci. Em contraste, estudos utilizando a tecnologia de micro-CT mostraram diferentes tipos de configuração anatômica em 13 a 18% da amostra avaliada (Harris et al. 2013, Leoni et al. 2014, Filpo Perez et al. 2015).

Vários recursos disponíveis nos sistemas de imagem utilizados aqui também podem explicar a diferença nos resultados entre as metodologias testadas. Por exemplo, os métodos de CBTC e micro-CT não destrutivos permitem a análise transversal dos espécimes, o que não é viável com a técnica de clareamento. Por outro lado, o micro-CT fornece uma melhor avaliação das finas estruturas anatômicas devido à possibilidade de usar um tempo de exposição maior (~40 min) e um tamanho de voxel menor (19,6 μm) do que o CBCT (tempo de exposição: 20 seg; tamanho de voxel: 120–150 μm) durante o procedimento de escaneamento. Além disso, a possibilidade de dispositivos de micro-CT adquirirem projeções de imagem usando um grau de rotação maior do espécime (360°) em comparação com a unidade CBCT Planmeca (200°) permitiu o desenvolvimento de modelos 3D mais precisos e detalhados do espaço do canal radicular.

Embora o sistema CBCT utilizado no presente estudo possa ser prejudicado por resolução espacial insuficiente e espessura de fatias, essa limitação foi restrita apenas a configurações anatômicas mais complexas nas quais ramificações finas estavam presentes, mas não nas configurações de canal radicular dos tipos I e II de Vertucci. No entanto, mais estudos são necessários para avaliar a capacidade de novos scanners CBCT com tamanhos de voxel inferiores a 80 μm para detectar estruturas anatômicas mínimas do sistema de canal radicular. Além disso, outras variáveis, como osso, tecidos moles e leves movimentos do espécime, que estão presentes durante a aquisição de CBCT em um ambiente clínico, devem ser incluídas em experimentos futuros (Hassan et al. 2012).

É importante ressaltar que a técnica de clareamento, os sistemas de imagem micro-CT e CBCT têm escopos diferentes; enquanto as duas primeiras metodologias são usadas apenas em estudos laboratoriais, a técnica CBCT é comumente utilizada como um auxílio diagnóstico na endodontia clínica. Assim, em um ambiente clínico, quando achados anormais são evidentes em filmes digitais periapicais ou variações são detectadas com magnificação, pode ser impossível avaliar o sistema de canais radiculares de forma eficaz. Nesses casos, é sensato usar o CBCT para um diagnóstico adicional. Assim, as técnicas de CBCT ainda podem fornecer informações clínicas úteis. Por outro lado, apesar da aplicabilidade clínica limitada da tecnologia micro-CT, este método tem se mostrado o método de referência atual para o estudo ex vivo da anatomia do canal radicular e permite futuras comparações e melhorias contínuas dos scanners CBCT.

Conclusões

A precisão na identificação da configuração do canal na raiz mesial dos primeiros molares mandibulares foi altamente influenciada pelo método de avaliação e pelo tipo de anatomia. A detecção da configuração tipo I de Vertucci em dentes clareados foi significativamente baixa, enquanto a configuração tipo II pôde ser detectada por ambos os métodos. Em raízes mesiais que apresentavam configurações anatômicas variáveis, nem o CBCT nem os métodos de clareamento foram precisos para detectar a anatomia correta do canal.

Autores: R. Ordinola-Zapata, C. M. Bramante, M. A. Versiani, B. I. Moldauer, G. Topham, J. L. Gutmann, A. Nuñez, M. A. Hungaro Duarte, F. Abella

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