Cone-beam computed tomography cinematic rendering: clinical, teaching and research applications

Abstract Cone-beam computed tomography (CBCT) is an essential imaging method that increases the accuracy of diagnoses, planning and follow-up of endodontic complex cases. Image postprocessing and subsequent visualization relies on software for three-dimensional navigation, and application of indexation tools to provide clinically useful information according to a set of volumetric data. Image postprocessing has a crucial impact on diagnostic quality and various techniques have been employed on computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) data sets. These include: multiplanar reformations (MPR), maximum intensity projection (MIP) and volume rendering (VR). A recent advance in 3D data visualization is the new cinematic rendering reconstruction method, a technique that generates photorealistic 3D images from conventional CT and MRI data. This review discusses the importance of CBCT cinematic rendering for clinical decision-making, teaching, and research in Endodontics, and a presents series of cases that illustrate the diagnostic value of 3D cinematic rendering in clinical care.

Aplicação de um novo software de TCFC com filtros específicos para redução de artefatos: série de casos / Application of a new CBCT software with specific filters for blooming artifact reduction: case series

Introdução: As obturações dos canais radiculares e os pinos intrarradiculares geralmente produzem artefatos de contraste branco e possíveis alterações volumétricas nas imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Esses artefatos, induzidos pela maior densidade dos materiais obturadores de canais radiculares, cimentos para colocação de coroa e pinos intracanais, podem potencialmente levar a interpretações incorretas, interferindo no diagnóstico de um volume adquirido de TCFC, principalmente na avaliação de potenciais fraturas e perfurações radiculares. Objetivos: Avaliar em seis casos clínicos os efeitos positivos e negativos dos artefatos de contraste branco no diagnóstico de fraturas radiculares, perfurações radiculares e cimentação de restaurações de porcelana. Métodos: O software e-Vol DX, que possui filtros específicos para redução de artefato de contraste (BAR, Blooming Artifact Reduction), foi usado para melhorar o valor diagnóstico dos volumes adquiridos de TCFC. Conclusões: O em- prego do software e-Vol DX para a reconstrução de imagens de TCFC melhorou a visualização das estruturas anatômicas e reduziu os artefatos. A visualização aprimorada de da- dos nas imagens pode auxiliar na identificação de detalhes essenciais que, em conjunto com os achados clínicos, são úteis para uma correta estruturação do diagnóstico (AU).

Introduction: Root canal fillings and intraradicular posts often create white contrast artifacts and possible volumetric changes on CBCT scans known as blooming artifacts. These alterations could lead to the incorrect interpretations reducing the diagnostic of an acquired CBCT volume, particularly when evaluating potential root fractures and root perforations. Methods and Results: In six clinical cases, the positive and negative effects of beam hardening artifacts on the diagnosis of root fractures, root perforations and porcelain restoration cementation were evaluated. These artifacts, induced by the higher density of root canal filling materials, cements for crown placement and intracanal posts, may potentially lead to inaccurate or false interpretations. A novel software, e-Vol DX, which has specific filters for blooming artifact reduction (BAR), was used to improve the diagnostic value of acquired CBCT volumes. Conclusions: The use of the e-Vol DX software package for the reconstruction of CBCT scans improved visualization of anatomical structures and reduced blooming artifacts. Improved data visualization may help reveal essential details that, in conjunction with clinical findings, are useful to achieve a correct diagnosis (AU).

Development of a new cone-beam computed tomography software for endodontic diagnosis

Abstract Cone-beam computed tomography (CBCT) has promoted changes in approaches in Endodontics, and enhanced decision-making in complex clinical cases. Despite the technological advancements in CBCT hardware, the interpretation of the acquired images is still compromised by viewing software packages that often have limited navigational tools and lack adequate filters to overcome some challenges of the CBCT technology such as artefacts. This study reviews the current limitations of CBCT and the potential of a new CBCT software package (e-Vol DX, CDT- Brazil) to overcome these aspects and support diagnosing, planning and managing of endodontic cases. This imaging method provide high resolution images due to submillimeter voxel sizes, dynamic multi-plane imaging navigation and ability to change the volume parameters such as slice thickness and slice intervals and data correction applying imaging filters and manipulating brightness and contrast. The main differences between e-Vol DX and other software packages are: compatibility with all current CBCT scanners with the capacity to export DICOM Data, a more comprehensive brightness and contrast library, as other applications, in which adjustments are limited, do not usually support all the DICOM dynamic range features; Custom slice thickness adjustment, often limited and pre-defined in other applications; Custom Sharpening adjustment, often limited in other applications; advanced noise reduction algorithm that enhances image quality; preset imaging filters, dedicated endodontic volume rendering filters with the ability to zoom the image over 1000x (3D reconstructions) without loss of resolution and automatic imaging parameters customization for better standardization and opportunities for research; capture screen resolution of 192 dpi, with a 384 dpi option, in contrast to the 96 dpi of most similar applications. This new CBCT software package may support decision-making for the treatment of complex endodontic cases and improve diagnosis and treatment results. Effective improvement of image quality favors the rational prescription and interpretation of CBCT scans.

Resumo A tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) promoveu mudanças nas abordagens de Endodontia e melhorou a tomada de decisões em casos clínicos complexos. Apesar dos avanços tecnológicos no hardware da TCFC, a interpretação da imagem adquirida ainda é comprometida pela visualização dos softwares, que muitas vezes têm ferramentas de navegação limitadas e falta de filtros adequados para superar estes desafios, como artefatos. Este estudo analisa as limitações atuais da TCFC e o potencial de um novo software (e-Vol DX, CDT-Brasil) para superar estes aspectos e apoiar o diagnóstico, planejamento e monitoramento de casos endodônticos. Este método de imagem fornece imagens em alta resolução devido a tamanhos submilimétricos de voxel, navegação dinâmica de imagens em vários planos e capacidade de alterar os parâmetros de volume como espessura de corte, intervalos de corte, correção de dados por meio de filtros de imagem, e manipulação do brilho e do contraste. As principais diferenças entre o e-Vol DX e outros software são: compatibilidade com todos os scanners de TCFC atuais com capacidade de exportar dados DICOM, com ajuste de brilho e contraste mais abrangente comparado a outros aplicativos, em que os ajustes são limitados, e geralmente não suportam todos os recursos da faixa dinâmica DICOM; ajuste de espessura de corte personalizado, muitas vezes limitado e pré-definido em outras aplicações; ajuste de nitidez personalizado, muitas vezes limitado em outras aplicações; algoritmo avançado de redução de ruído que melhora a qualidade da imagem; filtros de imagem predefinidos, filtros de para análise de volume do canal radicular com a capacidade de ampliar a imagem em mais de 1000x (reconstruções em 3D) sem perda de resolução, e personalização de parâmetros de imagem automática para melhor padronização e oportunidades de pesquisa; captura com resolução da tela de 192 dpi, com uma opção de 384 dpi, em contraste com os 96 dpi das aplicações similares. Este novo software de TCFC pode apoiar as tomadas de decisões para o tratamento de casos endodônticos complexos e melhorar os resultados do diagnóstico e do tratamento. A melhoria efetiva da qualidade da imagem favorece a prescrição e a interpretação racional das imagens de TCFC.