title: Evaluation of anatomical structures of the temporal bone using cone beam computed tomography (CBCT)
title: Evaluation von anatomischen Strukturen des Os temporale mittels Digitaler Volumentomographie (DVT)
Creators: name: Dräger, Stephanie Johanna
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: temporal bone imaging
anatomische Varianten, Bildbeurteilbarkeit
Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
Felsenbeinbildgebung
Ossikelkette
radiologische Diagnostik Laterobasis
Os temporale
Digitale Volumentomographie
lateral skull base
cone beam computed tomography, multi detector row CT
MDCT
Bildgebung Os temporale
petrous bone, middle ear
radiological anatomy
Felsenbein, Laterobasis
ossic
in-vivo-Studie

description: Die Pars petrosa des Os temporale
      stellt aufgrund ihrer komplexen Anatomie hohe Anforderungen
      an die radiologische Diagnostik von Ohrerkrankungen. Bis
      heute gilt hier die konventionelle Computertomographie (MDCT,
      engl.: multi-detector-row-CT) als Goldstandard. Nachdem vor
      mehreren Jahren die Methode der Digitalen Volumentomographie
      (DVT, engl.: cone beam computed tomography = CBCT) Einzug in
      die HNO-Heilkunde hielt, ist sie zunächst in der Frontobasis
      vielfach zur Anwendung gekommen. Dagegen wird im Bereich der
      Laterobasis die Schnittbildgebung derzeit weiter kontrovers
      diskutiert. Studien für dieses Anwendungsgebiet sind bislang
      hauptsächlich in vitro durchgeführt worden, während
      Erhebungen an Patienten erst vereinzelt vorliegen, sodass
      genauere Angaben über die Vorteile bzw. Limitationen der DVT
      in vivo noch nicht eindeutig belegt sind. Ziel dieser Studie
      war es primär, herauszufinden, wie gut einzelne Mittel- und
      Innenohrstrukturen, wie etwa die filigrane Ossikelkette, mit
      der DVT am Patienten zu beurteilen sind. Hierzu wurden 228
      DVT-Datensätze von Patienten, die eine Bildgebung der
      Laterobasis erhielten, retrospektiv hinsichtlich der
      Darstellung von 15 klinisch relevanten anatomischen
      Strukturen anhand einer drei- bzw. vierstufigen Skala
      ausgewertet, bei Vorhandensein einer knöchernen Begrenzung
      der Struktur ebenso diese. Zudem wurden anatomische Varianten
      erhoben und intra- und intervariable Korrelationsanalysen
      durchgeführt. Die Ergebnisse waren wie folgt: Der Summenscore
      als rechnerisches Hilfsmittel zum Grad der Beurteilbarkeit
      aller ausgewählten Parameter lag im Durchschnitt mit 21,9 ±
      4,1 Punkten im oberen Viertel der Bewertungsskala
      (schlechteste Beurteilbarkeit: 43 Punkte; beste
      Beurteilbarkeit: 15 Punkte). Die größeren in dieser Arbeit
      untersuchten anatomischen Parameter konnten in über 95% der
      Fälle gut mit der DVT dargestellt werden (N. facialis, langer
      Ambossfortsatz, Fensternischen, Bogengänge und Bulbus venae
      jugularis superior). Die feinen Komponenten der Ossikelkette
      waren hingegen weniger deutlich zu erkennen (Gelenkspalten ̴
      50%, Stapesfeinstrukturen zu 17-28% komplett [28-41%
      teilweise] beurteilbar). Es zeigte sich, dass die
      Beurteilbarkeit der evaluierten Strukturen nicht
      altersabhängig war. Bei der Erhebung anatomischer Varianten
      kamen Dehiszenzen im Bereich des N. facialis häufig vor
      (50%), wesentlich seltener bei den Bogengängen (5%) und dem
      Bulbus venae jugularis (7%). Sieben Prozent der Bulbi standen
      durchschnittlich 2,4 ± 0,7 mm über dem äußeren
      Gehörgangsboden. Der Durchmesser des inneren Gehörgangs an
      seiner Ampulle betrug im Mittel 5,1 ± 0,8 mm. Während das
      Alter nicht mit der Gehörgangsweite korrelierte, bestand bei
      den Geschlechtern ein signifikanter Unterschied: die
      durchschnittliche Differenz zwischen weiblichen und
      männlichen inneren Gehörgängen betrug 0,4 mm (m&gt;w). Die
      Beurteilbarkeit der Aufnahmen von lebenden Patienten ist im
      Vergleich zu Aufnahmen von Felsenbeinpräparaten aufgrund
      diverser Röntgenphänomene und Bewegungsartefakte vermindert.
      Die Ergebnisse legen dar, dass die DVT zur Beurteilung
      knöcherner Mittel- und Innenohrstrukturen prinzipiell gut
      geeignet ist, zeigen jedoch auch die Limitationen dieser
      Methode auf, besonders in der Darstellung filigraner
      Mittelohrkomponenten wie z.B. der Stapesstrukturen. Dieser
      Umstand wurde auch in anderen in-vivo-Studien beobachtet. Da
      je nach Anwendungsprotokoll die DVT gegenüber der MDCT bei
      mindestens vergleichbarer bis teilweise überlegener
      Darstellungsqualität eine geringere Strahlenexposition für
      den Patienten bedeutet und zudem (wie in anderen Studien
      gezeigt) weniger Metallartefakte bei der Visualisierung von
      Mittel- und Innenohrimplantaten auftreten als bei der MDCT,
      sollte der DVT in Zukunft eine bedeutendere Rolle in der
      Felsenbeinbildgebung zukommen. Weitere in-vivo-Untersuchungen
      mit größerem Patientenkollektiv, mehreren erfahrenen
      Untersuchern und einheitlichen Geräteparametern sind
      erforderlich, um Standards zum Einsatz der DVT in der
      Laterobasis festzulegen.
description: Due to its complex anatomy, the
      petrous part of the temporal bone sets high requirements on
      radiologic diagnostics of ear diseases. Within this field
      conventional computertomography (MDCT =
      multi-detector-row-CT) represents the gold standard till this
      day. Another applicable method, the cone beam computed
      tomography (CBCT, syn.: digital volume tomography [DVT]),
      found its way into otorhinolaryngology several years ago and
      is applied in the anterior skull base in many cases. In
      comparison, concerning the lateral skull base, section
      imaging is further being discussed at present. In this field
      of application, mainly in-vitro studies have been conducted
      thus far, whereras clinical trials are only infrequently
      available, exact data about advantages and limitations
      respectively is therefore not delineated yet. The objective
      of this study was to find out, how well middle- and inner ear
      structures, such as the filigree ossicular chain, could be
      evaluated in patient‘s images through use of CBCT. For this
      purpose 228 CBCT- data sets of patients who underwent imaging
      of the lateral skull base, were assessed retrospectively
      regarding the visualization of 15 clinically relevant
      anatomical structures based on a three- or four-step scale,
      likewise a structure’s bony margin if in existence.
      Anatomical variants were additionally collected and intra-
      and intervariable correlation analyses were conducted. The
      results were the following: The measured „sum“ score,
      assessed as a calculational aid to ascertain the degree of
      visualization of all selected parameters, averaged 21.9 ± 4.1
      points, ranging in the upper quadrant of the rating scale
      (least evaluation: 43 points; best evaluation: 15 points).
      Larger anatomical parameters assessed in this work could be
      visualized well in more than 95% of all cases through use of
      CBCT (facial nerve, long process of the incus, fenestral
      niches, semicircular canals and the jugular bulb). Contrary
      to this, the fine components of the ossicular chain were less
      clearly visible (joint spaces ̴50% and stapes structures only
      in 17-28% completely [28-41% partly] evaluable). It turned
      out that assessment of the evaluated structures was not
      age-dependent. Upon collection of anatomical variants, facial
      nerve dehiscences occured often (50%), considerably less
      frequently presented dehiscences within the semicircular
      canals (5%) and the jugular bulb (7%). Seven percent of the
      bulbs stood above the bottom of the external auditory canal
      on average with 2.4 ± 0.7 mm. The diameter of the internal
      auditory canal at its ampulla averaged 5.1 ± 0.8 mm. While
      age did not correlate with the width of the auditory canal,
      there was a significant discrepancy between the sexes: the
      average difference between female and male internal auditory
      canals came to 0.4 mm (m&gt;f). Compared to images of petrous
      bone specimens, the evaluation of images collected from
      living patients is reduced due to radiological signs and
      motion artifacts. The results show, that in principle CBCT is
      well convenient for the evaluation of bony middle- and inner
      ear structures. However, it became clear there are
      limitations, especially in the depiction of filigree
      components of the middle ear such as the stapes structures.
      This circumstance was also observed in other in- vivo trials.
      Depending on the application protocol, CBCT means less
      radiation exposure for the patient, while image quality is at
      least equal to or partly superior compared to MDCT.
      Furthermore, as shown in other studies, less metal artifacts
      occur in visualization of middle- and inner ear implants than
      by use of MDCT. These observations call for CBCT to receive
      more attention in the context of imaging of the petrous bone.
      Further in-vivo investigations with a larger patient
      population, more experienced observers and coherent device
      parameters are required in order to define standards within
      the use of CBCT in the lateral skull base.