三維CT重建在口腔正畸中的應用

佘東育 朱雙林

客觀、定量地測量分析顱頜骨形態是口腔正畸和正頜外科對牙頜顱面畸形進行科學診斷與治療的重要前提。然而長期以來顱頜骨形態的測量分析大多局限于正、側位二維平面[1-2],這對三維物體頭顱來說無疑存在局限性。三維CT重建目前在口腔臨床上得到了廣泛應用，頜骨表面重建從不同角度顯示了上下頜骨表面的形態及關系、骨質結構密度及上下牙咬合情況，牙體的表面重建從多個角度完整地顯示了單個牙體的表面形態、各牙所在的位置、傾斜角度以及各牙之間的距離、牙列的整體形態和牙根的走行方向[3]。表面重建和牙體多平面重建結合使用,可全面了解頜骨間的關系，頜骨的形態、結構、骨質和上下牙咬合情況,以及與頜骨內重要結構的關系，對頜面部矯形、正畸診斷治療有重要的指導意義，是有價值的檢查手段。本文就三維CT重建在口腔正畸中的應用進行綜述。

1 三維CT的優點

三維CT能夠直觀、立體、完整、清晰地顯示上下頜骨軟硬組織的形態結構、上下頜骨的位置關系、上下的牙列的咬合關系及上下頜骨軟硬組織內的病變結構等，已經在許多疾病的診治中得以應用[4]。

1.1 三維CT所得圖像立體感強，牙體三維圖像結構完整、形態逼真，且可通過旋轉從任意角度觀察，從而顯示牙齒與頜骨的整體形態。還可以使用切割技術，選擇不同的角度著重觀察關鍵的區域。

1.2 可觀察牙齒全貌及其與頜骨的整體關系，對牙齒排列尤其是各牙牙根部之間關系、牙體長軸傾斜情況顯示滿意，不僅可以顯示埋伏牙、多生牙、畸形牙的數量大小、形態、方位和在頜骨內的深度及唇腭側位置，可從多個角度顯示埋伏牙檢查所需要的各個內部層面；與鄰牙的關系，是否壓迫鄰牙，鄰牙有否移位；與頜骨的關系，有無骨質吸收；牙根和頜骨之間的細微結構，牙根周圍囊腫等顯示效果清晰。

1.3 可在任意平面上對采集到的三維圖像容積信息進行多層面重組，顯示任意方向多個層面包括冠狀面、矢狀面、斜面、曲面等斷面圖像，可以從不同角度觀察病變畸形的情況和解剖關系。并且可在一個平面上將牙列展開，有全景片的效果[5-7]。

2 三維CT重建在顱頜面部測量中的應用及對正畸診斷治療的指導

以往正畸治療中的測量都是基于全口曲面斷層片和頭顱側位片，只能測量矢狀向和垂直向的角度和線距。引入三維CT，就能克服此缺點，冠裝向的顱頜面牙的位置關系也可測量，更全面的了解畸形的情況，有效地指導正畸的診斷治療。

Ana Emilia等[8]進行了觀察者對三維CT定點位置的可靠性研究，表明經過嚴格培訓的不同觀察者在三維方向上定點位置的差別不大。周洪等[9]研究利用CT斷層圖像形成三維圖像測量,與手工直接測量進行比較,結論認為CT三維圖像技術精確性較好,有可重復性。因此CT三維成像測量可以用于臨床實踐。螺旋CT[10]能一次迅速地完成整個頭部的掃描與重建。重建的整個頭部三維圖像清晰,鼻、眼、耳郭輪廓及面、頰、顴部形態清晰,正常耳廓區及缺損區解剖形態清晰,皮膚表面及皮紋質地清晰光滑、自然連續,臺階不十分明顯,但眼球位置不能顯示,瞳孔與眼瞼表現為均質樣結構,因此,對于頭面部除眼睛以外的三維重建,可選擇這種三維重建方式。三維CT影像具有立體真實地反映顱面部解剖形態,避免各結構間的重疊干擾,能夠清楚顯示顱底、眶顴、鼻篩區,可以任意切割顯示矢狀、冠狀剖面的解剖結構,可以在定性、定位分析的同時,進行定量的診斷等諸多優點,而既往的研究證實三維CT影像測量準確、可靠[11-12]。面部軟硬組織三維重建及測量可以使正畸醫師對患者面部結構及畸形的機制進行全面、客觀、立體的三維分析，而且將來隨著三維重建系統的逐漸完善，可將患者的牙、頜、面的三維信息儲存和分析，進行綜合診斷和分析[13]。同時，由于有了面部軟組織三維重建系統，可隨時將計算機中重建的面部形態觀測和分析，并進行放大、縮小、旋轉觀測等操作，并進行治療后牙、頜、面三維形態的重建預測，并隨時對治療計劃進行調整，這樣也為以后正畸專家診斷治療系統的建立提供了可能，并進行正畸遠程網上診斷與治療。

3 三維CT重建對埋伏阻生牙在正畸診斷治療中的應用

三維CT出現之前，埋伏阻生牙一般通過拍攝全口曲面斷層片、頭顱定位正側位片、根尖片、咬合片來了解其位置、形態、牙根發育情況及其與鄰牙的關系。根尖片、咬合片受X線投照角度的影響，難以確定埋伏牙的深度和移動的幅度以及與鄰牙的關系。全口曲面斷層片、頭顱定位正側位片雖然對頜骨內埋伏牙定位有一定的作用，但因所攝取的是二維圖像，仍不能準確了解埋伏牙的位置、形態以及與鄰牙、上頜竇、下齒槽神經管等周圍組織的相互關系。并且這些傳統的X線片還存在變形、放大、重疊、分辨率低等缺點，使臨床醫師對確定埋伏牙的治療方案仍存有一定的困難。

三維CT重建圖像結構完整、形態逼真，可清晰地顯示出埋伏牙的位置、形態、大小、長度、萌出方向、牽引路徑以及與周圍組織的關系。

骨內埋伏恒牙可造成鄰牙牙根吸收、囊腫形成、牙列關系紊亂、牙列不齊等，影響面部美觀和咀嚼功能。其病因可歸納為局部和遺傳兩大因素，局部因素更為重要，萌出間隙不足為公認的最常見原因[14]。治療有多種方法，正畸牽引助萌是治療阻生牙的常見方法之一[15]，其結果較為理想，可以保存牙髓活力，恢復牙列的完整、美觀和功能。因此對其準確診

斷非常重要，三維CT可以從各個方位立體地觀察埋伏牙的形狀，對埋伏牙的情況顯示得立體直觀，彌補了二維CT每個單一掃描存在的不足，能清晰地顯示埋伏牙的形態是否正常，有無牙根彎曲，與周圍組織和鄰牙的關系，為治療提供準確依據;重要的是，對一些無法用正畸方法牽引助萌的患牙可以提前診斷，避免因普通拍片不能準確顯示患牙情況而造成的誤診誤治給患者帶來的不必要痛苦[16]。

4 三維CT重建在顳下頜關節紊亂病患者正畸診斷治療中的應用

顳下頜關節的結構和功能都很復雜。據統計,約有20%以上的人患有顳下頜關節紊亂病(TMD)[17]。由于此病癥狀復雜、病程遷延、反復發作,病因至今尚未闡明,對其治療也未達到較為一致的認識。顳下頜關節的解剖結構關系對于關節紊亂病的診斷和治療,以及可能涉及顳下頜關節的手術治療等都具有重要的意義。以往的研究多在二維影像上進行定性和定量分析[18]，一些錯合正畸過程中的Ⅲ類牽引治療,雖然髁狀突表面可以不停地改建,但有時也會出現TMD。因此，在正畸治療前全面地了解顳下頜關節的結構、病理情況以及是否是合因素所引起，就可在矯治過程中注意牽引力的大小、方向、持續時間，以保證既有正畸效果又不致于影響顳下頜關節。

5 三維CT重建在正畸治療中種植釘定位的應用

種植釘成功的關鍵在于術前正確的診斷、設計，只有對頜骨的骨量、骨質及牙根在頜骨內位置、牙根間距離、頜骨內血管神經的解剖等進行精確評估，方可制定正確的手術方案，使種植釘牢固地發揮作用。

全口曲面斷層片是之前種植釘術前診斷最常用的檢查方法，但存在許多缺陷，如放大率不一致、清晰度不高，斷層域不確定。通過螺旋CT獲得的三維影像可以對頜骨的解剖及結構、骨的密度及牙根的形態、位置進行精確的三維評估，通過三維影像可以從手術角度提高患者種植釘的牢固程度，并且不損傷牙根及影響牙齒的移動。

6 三維CT重建在正頜－正畸聯合治療中的應用

目前正畸及正頜前的準備工作包括石膏模型、全景X片、CT掃描、X線頭影測量以及計算機X線頭影測量系統,其缺陷為面部軟組織顯示不清。正畸參數定位容易失真,醫生對患者的面部立體空間了解不夠[18-19]。Hirschfelder報道25名患者采用螺旋CT獲得面部三維影像,其優勢為三維影像清晰,使醫生能獲得患者直觀的面部體表三維圖像,對某一特定目標的完整記錄只需一次掃描,降低了患者所承受的放射量,檢測時間短。Hirschfelder認為螺旋CT的優勢與正畸所用參數及應用軟件的結合,可以充分闡明一個患者所需的資料。同時利用三維重建圖像,對患者可進行治療計劃的制定以及治療預測[18]。Fuhrmann等報道通過顱面三維CT影像掃描,將數據轉換成聚亞安酯模型,可在其上進行正頜遙術治療程序,預計某骨片段的移位,最佳骨切開線,預測手術后效果。與傳統方法相比,這種方法顯得耗時且花費貴,但實踐表明三維影像模擬外科所具有的精確性具有很大的發展潛力[20-21]。

7 三維螺旋CT的局限性

7.1 在正畸診斷方面，雖然各地都有針對本地區人群的三維螺旋CT正常值測量，但由于暫時沒有適用于所有中國人的測量標準值，所以在臨床上還沒有被廣泛使用，測量值的意義和應用也還處于研究探索階段。

7.2 傳統螺旋CT技術，是通過多層掃描后對所獲得的一系列軸向斷層圖像進行三維疊加重建，相對而言，其所獲得圖像的縱向分辨率較低，比較容易產生階梯狀偽影，圖像質量及準確性易受螺距(螺旋CT)、層厚等多種因素影響。因此，傳統螺旋CT技術在病變集中于頭顱中下部，組織結構測量多以毫米計量的口腔正畸、種植及牙體學領域的應用受到一定限制。

7.3 三維螺旋CT圖像重建操作相對復雜，須由經過專業影像培訓的人員實施，在一定程度上造成醫學影像與口腔臨床診斷脫節。

7.4 相對于傳統的全景片和側位片，三維螺旋CT的收費偏高，對于低收入人群較難承受。在經濟較落后地區，三維螺旋CT機還沒有得到普及。

7.5 三維螺旋CT的X線輻射量偏大，對于需多次投照重復進行檢查的病例，不符合“醫療照射正當化”原則。

8 Cone beam(錐形束)CT

近年來出現的CBCT以其輻射小，空間分辨率高，使用操作簡單及掃描成本更低等優點，為顱面部三維重建影像在口腔正畸領域的廣泛應用提供了新的可能。錐形束CT由于可以一次掃描多層組織，因而大大提高了獲取數據的速度和X線的利用率，其一般掃描投照時間為20s左右，一次投照只相當于傳統CT的1/30～1/40放射量(36.9uSv)，僅相當于4次數字化曲面斷層投照放射量[22]。CBCT的空間分辨率高，能獲得最低0.1mm的真實數據斷層圖像(而非計算模擬處理數據圖像)，并且圖像重建層厚在掃描之后可根據臨床需要任意設定。而傳統多層螺旋CT一般最低掃描斷層厚度只能達到0.5～0.6mm[22]。CBCT對于高分辨率區域，如下頜骨、下頜神經管、顳下頜關節解剖結構的成像質量更好。錐形束CT口腔技術人員或普通放射人員都可操作，而不像傳統CT操作需要專業人員持有上崗證。頭顱錐形束CT軟件的特殊設計也使口腔專業人員使用起來更加方便，口腔專業人員完全可以按自己的意愿隨意獲取自己想要的口腔3D圖像。

Cone beam(錐形束)CT的缺點是投照重組圖像中低密度分辨率不夠，對部分軟組織解剖結構特別是軟組織病變顯像不如多排螺旋CT清晰。

總之，三維CT重建能更好地了解顱頜面牙的生理病理情況，使正畸診斷更準確，正畸治療有的放矢，避免誤診，避免正畸治療中的醫源性損傷。而且正畸治療后的縱向對比研究可進一步知道臨床的診斷治療。而錐形束CT的運用，克服了傳統三維螺旋CT的缺點和局限性，未來將逐漸替代三維螺旋CT成為CT立體成像的主流。

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