Feldkamp ve ark (1989) 50 mm’lik boşluklara sahip trabeküler yapıdaki örnekleri incelemek için X ışınını temel alan mikrotomografi sistemini
geliştirmişlerdir. Sistemin en önemli avantajı incelenen yapının üç boyutlu yapısı üzerinde nitelik ve nicelik bakımından kesin bilgiler sağlamasıdır. Örneklerin iç yapısı herhangi bir fiziksel işlem yapılmadan (kesit alma) ya da toksik kimyasal ajanlar kullanmadan çok detaylı bir şekilde incelenebilir. Taramadan sonra örnek herhangi bir zarar görmeden başka testlere tabi tutulabilir (Verna ve ark 2002).
Mikro-BT tekniğinin geliştirilmesiyle küçük objelerin yüksek rezolüsyonda 3 boyutlu görüntüsü elde edilir (Sharp ve ark 2003, Tiba ve ark 2005). Mikro-BT tekniği objelerin internal görüntüsünün elde edilmesinde kullanılır. X-Y ekseninde açısal görüntüler elde etmek icin obje döndürülür. Bu prosedür değişik düzlemlerde 3 boyutlu görüntüler elde etmede kullanılır. Mikro-BT tekniğinin kemik, diş dokuları, doku mühendisliği ve diğer alanlarda yaygın kullanım alanı vardır (Ho ve Hutmacher 2006, Landis ve ark 2006). Radyologlar tarafından sıklıkla kullanılan bilgisayarlı aksiyel tomografinin minyatür bir çeşididir. Bu sistemler parçacık hızlandırıcılar yoluyla gerçek boyutlara yakın görüntüler elde eder. Günümüze kadar mikrotomografi metalurji, elektronik, jeoloji, ağaç ya da kompozit polimerlerin incelenmesi gibi farklı bilim dallarında başarı ile kullanılmıştır. Biyoloji alanında ise, bu teknik kemik ya da diş gibi sert kalsifiye yapıların incelenmesi için kullanılmaktadır (Davis ve Wong 1996). Geçmişte bu yapıların incelenmesi için iki boyutlu histolojik kesitlerin değerlendirilmesi ile histomorfometri çalışmaları yapılmıştır. Fakat canlı sert dokularda trabeküler yapının değişiminin tam olarak anlaşılabilmesi için yapıların üç boyutlu olarak incelenmesi son derece önemlidir (Ruegsegger 1994, Müller ve ark 1996). Mikro-BT dişlerin mineral konsantrasyonunu (Clementino ve Luedemann 2006) belirlemede ve dişlerin makromorfolojisini araştırmada kullanılır. Son dönemde; Mikro-BT tekniği dentin- adeziv-kompozit arayüzünde ve 3 boyutlu marjinal adaptasyonu değerlendirmede kullanılır (De Santis ve ark 2005).
Restorasyona zarar vermeyen bir analiz metodu olan Mikro-BT tekniği ayna, sond, ölçü ve SEM tekniklerine alternatif olarak geliştirilmiştir. Bu yeni teknik birkaç µm aralıkta çeşitli bölge ve yönlerde internal ve marjinal açıklığın 2 ve 3 boyutlu gözlemini sağlar (Pelekanos ve ark 2009, Seo ve ark 2009).
Mikro-BT analizi dişhekimliğinde yeni dental materyalleri ve araçları SEM ile elde edilen iki boyutlu görüntülemeden ve histolojik analizden daha avantajlı olarak
3D olarak görüntülemeyi sağlar ve mikro-BT analizi ile aynı örnek pek çok kez görüntülenebilir (De Santis ve ark 2005).
Mikro-BT analizi 2 sonuç verir: 1- Kaliteli veri: 2D ve 3D görüntüler 360º bilgi verir. 2-Numerik veri: Numerik değerler (histomorfometrik parametreler) dir. Rekonstrüksiyon sonrasında dental kron hacmini transparan gösterip restorasyon materyalindeki açıklıklar farklı renk ile gösterilebilir. Bu açıklıkların hacimlerini ölçmek Mikro-BT ile mümkündür. Mikro-BT; SEM tekniğinin yerini alarak kullanılabilecek çok yeni ve yararlı bir metoddur (De Santis ve ark 2005).
Mikro-BT analizi ile SEM değerlendirilmesindeki gibi örnek üzerinde oynama yapmaya gerek yoktur. Çok sayıda horizontal ve vertikal dilimler ile adheziv yüzeyin her yüzeyi çalışılabilir. Açıklığın volumetrik değerleri çok iyi değerlendirilebilir. Ve aynı örnek çok sayıda yaşlandırma öncesi ve sonrası Mikro-BT’ye tabi tutulabilir. Bu sayede yaşlandırmanın etkisi aynı örnek üzerinde değerlendirilebilir (Deborah ve ark 2012).
Tüm mikroskoplar iki boyutlu görüntüler ve sadece alan bilgisi verebilir, üç boyutlu hacim ve lokalizasyon bilgisi vermeleri mümkün değildir. Ayrıca görüntü alınacak örneklerin hazırlanması için materyal örneklerinden kesitler alınması gerekmektedir. Mikro-BT yöntemi diğer yöntemlere nazaran örneğin bütünü hakkında bize net bilgiler verir (Deborah ve ark 2012).
1.6.1. Mikro-BT’nin Temel Prensipleri
Mikro-BT’de software ve hardwaredeki belirgin gelişmelerden sonra küçük objelerin 3D görüntüsü yüksek çözünürlükte elde edilir. 3 boyutlu rekonstrüksiyonu yapılmış görüntü ile gözle görülemeyen internal boşluğun sayısal analizi yapılabilir. Bir X ışını görüntüsü; 3 boyutlu bir objenin 2 boyuta indirgenmiş halidir. En basit şekliyle, X ışınlaması bir paralellik olarak açıklanabilir. Bu yaklaşımla, gölge görüntünün her noktası 3 boyutlu objedeki ilgili kısma gelen X ışını parçasına ait bilgilerin alınıp birleştirilmesini içerir (Şekil 1.4) (Sky Scan 2007).
Şekil 1.4. Mikro-BT Cihazında X ışınının izlediği yol (Toshiba Itc)
Paralel geometride; 2 boyutlu projeksiyonlardan 3 boyutlu yapı oluşturma sorunu, tek boyutlu gölge hatlarından 2 boyutlu obje kesitlerinin seri üretimine bölünebilir. Bu yapılandırma işlemi şu şekilde açıklanabilir; Tek boyutlu gölge hattında bilinmeyen bir bölgede bulunan ve bir noktasında önemli absorbsiyona sahip bir objenin bu noktasında absorbsiyondan dolayı gölgesinin yoğunluğunda azalma görülecektir (Sky Scan 2007).
Üç boyutlu rekonstrüksiyonu yapılmış görüntü ile gözle görülemeyen internal boşluğun sayısal analizi yapılabilir. X,Y ve Z akslarında bu teknik ile referans değerler elde edilebilir. Ayrıca 2 ve 3 boyutlu ölçümler ve analiz eş zamanlı elde edilebilir. Önceleri düşük çözünürlük ve uzun tarama işlemi nedeniyle kısıtlanan Mikro-BT tekniği ile şimdiki son teknolojilerle nanometrelerle ifade edilen rezolusyon elde edilebilmektedir (Kakaboura ve ark 2007, Parkinson ve Sasov 2008). Uygunsuz radyografik kontrast varlığında Mikro-BT uygulanamaz. İyi bir imaj analizi diş ve restorasyon arasında yeterli kontrast varlığında mümkündür (Kakabouro ve ark 2007, Sun ve Lin-Gibson 2008). Dentin ve seramiğe benzer yoğunlukta bir materyal kullanılırsa boşluğu analiz etmek zor olacaktır. Konvansiyonel kesit alma teknikleri hareketlilik, artefakt ve materyalin fraktürü gibi dezavantajlara sahiptir. Mikro-BT ise simante olmamış restorasyonların internal ve marjinal boşluklarını değerlendirmede daha etkendir ( Sun ve Lin-Gibson 2008).
Mikro-BT taramasında, örnek dış kenarları X ışınlarıyla belirlenmiş iki boyutlu görüntü dilimlerden oluşan bir seriye bölünür. Özel bir detektör yardımıyla, X ışınlarının izlediği yol hesaplanır ve bu işlemlerden sonra iki boyutlu bir şema oluşturulur. Şemadaki her bir nokta örnek içinde benzer konumdaki noktada ölçülen
katsayı değerini temsil eden eşik değerini ifade eder. Bu katsayı materyalin yoğunluğunu ortaya koyar, sonuç olarak bileşke şema, örnek içinde materyal yapısını ortaya koyar. Mikro-BT etkili bir X ışını sistemiyle çalıştığı için çok küçük ayrıntılar görülebilir (Sky Scan 2007) (Şekil 1.5).
Şekil 1.5. Mikro-BT cihazının çalışma mekanizması (Toshiba Itc)
1.6.2. Diş Hekimliğinde Mikro-BT Uygulamaları
Son yıllarda teknolojik gelişmelerle beraber üç boyutlu görüntülemeler diş hekimliği alanında da kullanılmaya başlamıştır. Üç boyutlu yumuşak doku ve sert doku görüntülemeleri özellikle de yüz ve çene kemikleri ve bu yapılarla ilişkili dokuların görüntülenmesine olan ilgi giderek artmaktadır. Ancak günümüz teknolojisi büyük yapıların görüntülenmesine izin vermektedir. Dişler gibi çenelere göre nispeten küçük yapıların detaylı bir şekilde incelenmesi için Mikro-BT cihazlarına ihtiyaç vardır. Mikro-BT günümüze kadar deneysel diş hekimliği araştırmalarında çok çeşitli amaçlar için kullanılmıştır (Malkoc 2010).
Nomoto ve ark (2004), Mikro-BT ile farklı karıştırma teknikleri kullanarak siman içinde kalan hava kabarcıklarını değerlendirmiş, De Santis ve ark (2005) dentin-adeziv-kompozit arayüzeyindeki boşlukları incelemiş, Pelekanos ve ark (2009) ve Deborah ve ark (2012) seramik restorasyonların marjinal uyumunu değerlendirmiştir. Ayrıca Mikro-BT ile pulpa odası (Oi ve ark 2004, Amano ve ark 2006), kök kanal morfolojisi (Peters ve ark 2000), kanal şekillendirilmesi (Peters ve ark 2003) gibi çalışmalar da yapılmıştır.