錐形束CT用于評價離體牙槽骨高度準(zhǔn)確性的研究

[摘要] 目的 評價錐形束CT（CBCT）圖像測量離體牙槽骨高度的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，為其應(yīng)用于牙周病的臨床診斷和預(yù)后評價提供理論依據(jù)。方法 使用CBCT對8具干燥下頜骨進行掃描，在圖像上重復(fù)測量236個人工選擇標(biāo)志點處牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界的距離；同時使用游標(biāo)卡尺直接測量以上標(biāo)志點處牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界的距離。應(yīng)用SPSS 13.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果 CBCT圖像對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的重復(fù)測量結(jié)果間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；CBCT圖像與游標(biāo)卡尺對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的測量結(jié)果間差異也無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 CBCT圖像可清晰顯示牙與牙槽骨之間的空間解剖關(guān)系，其對牙槽骨高度體外測量的結(jié)果具有準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

[關(guān)鍵詞] 錐形束CT； 牙槽嵴頂； 釉牙骨質(zhì)界； 放射攝影術(shù)

[中圖分類號] R 445 [文獻標(biāo)志碼] A [doi] 10.3969/j.issn.1000-1182.2012.06.010

牙槽骨是頜骨包繞牙根的部分，具有支持和固定牙齒的作用。當(dāng)牙周組織發(fā)生炎癥導(dǎo)致牙槽骨吸收時，牙齒逐漸松動，甚至脫落。目前臨床上常用于牙周炎診斷的醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查多為二維成像方式，存在影像放大、扭曲失真、解剖結(jié)構(gòu)重疊等缺點，無法對牙槽骨的吸收情況進行精確的測量。錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）是應(yīng)用于口腔臨床的影像學(xué)檢查技術(shù)，其具有空間分辨率高、輻射劑量低、經(jīng)濟消耗少、圖像處理方便等優(yōu)勢[1]，并可清晰顯示牙與周圍骨組織的三維形態(tài)及微細結(jié)構(gòu)[2]。本研究選用CBCT對離體干燥下頜骨進行掃描，在圖像上對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界的距離進行重復(fù)測量，并與游標(biāo)卡尺直接測量的結(jié)果進行比較，以探討CBCT用于評價牙槽骨高度的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，為將其應(yīng)用于牙周炎的臨床診斷和預(yù)后評價提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 儀器和參數(shù)

ProMax 3Ds錐形束CT掃描機（Planmeca公司，芬蘭），管電壓為78 kV，管電流為13 mA，曝光時間為12.14 s，視野（FOV）：4 cm×4 cm，分辨率（即體素尺寸）為100 μm。所有圖像原始數(shù)據(jù)傳至Planmeca Ro-

mexis 2.5.1.R工作站處理。使用NEC 2090UXi彩色液

晶顯示器（電氣股份有限公司，日本）對CBCT圖像進行閱讀，LCD分辨率為1 600×1 200，亮度為500 cd·m-2。讀片室照度≤50 lux。

1.2 實驗?zāi)ｓw和定點

選取8具干燥下頜骨標(biāo)本為研究對象，要求每具標(biāo)本至少擁有6顆余留牙，且牙體硬組織完整，無明顯松動，牙槽骨無明顯缺損。本實驗中共有59顆牙（前牙24顆，前磨牙19顆，磨牙16顆）入選作為實驗牙。每顆實驗牙分別選擇頰面的近中、中央、遠中以及舌面中央4個部位，共236個位點，以實驗牙4個位點測量數(shù)據(jù)的平均值作為測量結(jié)果。

將15號牙膠尖6～8 mm的尖端剪下，蠟融化后分別粘接其兩端于各選定位點的釉質(zhì)和牙槽骨上以輔助定位，使牙膠尖盡量與牙體長軸平行，粘接部位要避開牙槽嵴頂及釉牙骨質(zhì)界，以免影響測量（圖1）。

1.3 具體步驟

1.3.1 實驗?zāi)ｓw掃描、圖像重建以及牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的測量 將下頜骨標(biāo)本以專用支架固定于CBCT掃描架內(nèi)，平面與地面平行，正中矢狀面與設(shè)備矢狀定位光標(biāo)重疊，進行曝光。將所有圖像數(shù)據(jù)傳至圖像工作站進行處理。使用多平面重建（multiplanar reconstruction，MPR）的方法分別重建

實驗牙各位點的影像，具體如下。1）舌側(cè)位點：調(diào)節(jié)軸位及冠狀圖像位置，使矢狀圖像通過唇側(cè)中央位點，并與舌側(cè)牙膠尖長軸重合；2）唇側(cè)位點：調(diào)節(jié)軸位及冠狀圖像位置，使矢狀圖像通過舌側(cè)位點并與待測位點的牙膠尖長軸重合。層厚0.2 mm，層間隔2 mm，調(diào)節(jié)窗寬、窗位，使牙槽嵴頂及釉牙骨質(zhì)界圖像清晰，使用Romexis的距離測量工具測量矢狀圖像上牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界的距離（圖2），并進

行記錄。每個參數(shù)測量2次，2次測量間隔1周，取2次測量的平均值作為最終測量結(jié)果。所有的圖像重建及參數(shù)測量由A、B兩名經(jīng)驗豐富的醫(yī)學(xué)影像醫(yī)師分別在同一臺工作站獨立完成，取兩者測量結(jié)果的平均值作為CBCT圖像測量法的最終結(jié)果。

1.3.2 使用游標(biāo)卡尺測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界的距離 由同一名實驗者用游標(biāo)卡尺（分辨率為0.01 mm）直接測量、記錄。每個參數(shù)測量2次，2次測量間隔1周，取2次測量結(jié)果的平均值作為游標(biāo)卡尺測量法的最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析，采用配對t檢驗分析CBCT圖像對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離重復(fù)測量結(jié)果的差異（包括同一觀測者前后兩

次測量結(jié)果之間的差異以及不同觀測者測量結(jié)果之間的差異）以及CBCT圖像與游標(biāo)卡尺測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離結(jié)果的差異，檢驗水準(zhǔn)為P=0.05。

2 結(jié)果

觀測者A和B使用CBCT圖像和游標(biāo)卡尺測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的結(jié)果見表1～3。同一觀測者對不同區(qū)域牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的測量結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；不同觀測者對不同區(qū)

域測量結(jié)果的差異也無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。CBCT圖像與游標(biāo)卡尺對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的測

量結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

3 討論

牙槽骨吸收的程度是判斷牙周炎病變進展的重要指標(biāo)之一，常規(guī)的根尖片及曲面體層攝影是現(xiàn)階段診斷牙周炎的常用醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查手段，其僅能提供單一方向和位置的二維圖像，而且存在影像放大、扭曲失真、解剖結(jié)構(gòu)重疊等缺點，無法清晰、準(zhǔn)確地顯示牙槽骨吸收情況及空間解剖形態(tài)。有學(xué)者[3]將根尖片數(shù)字減影技術(shù)應(yīng)用于牙槽骨高度改變的診斷中，但是操作復(fù)雜，容易受到多種因素的干擾，故無法在臨床推廣。顯微CT（micro-CT）因其超高空

間分辨，在評價牙槽骨缺損方面可與組織學(xué)檢查媲美[4]，然而僅能對小動物或離體標(biāo)本進行掃描。多層

螺旋CT雖可對牙槽骨進行三維定量分析，但由于X線輻射劑量大、空間分辨率低等原因，不宜應(yīng)用于臨床[5]。

CBCT于20世紀(jì)90年代末開始應(yīng)用于牙及頜面骨的三維成像，其采用口徑大小不等的圓錐（或棱錐）形X線束對牙頜面感興趣解剖結(jié)構(gòu)進行掃描，獲得數(shù)百組投影數(shù)據(jù)，計算機通過FDK算法對數(shù)據(jù)進行處理、重建圖像。具有：1）X線束照射范圍局限、輻射劑量相對較小（僅為多層螺旋CT的1/400[6]）；2）空間分辨率較高；3）圖像重建方式符合口腔頜面部解剖學(xué)特點；4）占地小，經(jīng)濟投入相對較低（牙頜面CBCT的市場售價僅為多層螺旋CT的1/4～1/5）等優(yōu)勢，故迅速在臨床推廣。Veyre-Goulet等[7]使用NewTom

9000錐形束CT對干燥顱骨的上頜后部缺牙區(qū)牙槽嵴寬度及高度進行了測量，所得數(shù)據(jù)與實體測量結(jié)果間差異無明顯統(tǒng)計學(xué)意義。吳志玲等[8]對DCT Pro錐形束CT與全口數(shù)字化根尖片診斷牙周炎患者牙槽骨缺損進行了對比研究，發(fā)現(xiàn)CBCT可以準(zhǔn)確顯示頰舌向牙槽骨缺損情況，且效果明顯優(yōu)于數(shù)字化根尖片。

本研究采用ProMax 3Ds錐形束CT對干燥下頜骨標(biāo)本進行掃描，Planmeca Romexis 2.5.1.R工作站進行圖像處理，選擇MPR獲得各解剖標(biāo)志點處的二維圖像。MPR利用全部原始數(shù)據(jù)進行圖像重建，準(zhǔn)確性高，通過增大窗寬、提高窗位的圖像調(diào)節(jié)方法，可清晰顯示牙槽嵴頂、釉牙骨質(zhì)界影像，進行精確定位。實驗中使用牙膠尖指示各牙面解剖標(biāo)志點位置，這一材料在MPR圖像上顯影清晰，密度接近正常牙釉質(zhì)，既能保證選取測量平面的簡便性及良好的可重復(fù)性，又能避免因密度過高而產(chǎn)生明顯的偽影、影響圖像測量的結(jié)果。由于牙槽嵴頂骨質(zhì)薄、密度較低，牙膠尖的粘接部位應(yīng)避開此處，否則由于周圍間隙效應(yīng)牙槽嵴頂影像將無法分辨。高暉等[9]

對Galileos錐形束CT測量人牙齒外部形態(tài)數(shù)據(jù)的可行性進行了研究，認(rèn)為其圖像無法辨別釉牙骨質(zhì)界，這與CBCT的體素尺寸有關(guān)，即體素尺寸越小，空間分辨率越高，圖像愈清晰，反之亦然。本研究所使用的ProMax 3Ds體素尺寸為100 μm，小于Galileos（300 μm），圖像空間分辨顯著優(yōu)于后者，通過對窗寬、窗位的調(diào)節(jié)，可清晰顯示各解剖標(biāo)志點處的釉牙骨質(zhì)界、牙槽嵴頂?shù)挠跋瘛?/p>

以往研究表明：翼片測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離為0～2 mm，若大于2 mm，則認(rèn)為牙槽骨喪失[10]。本實驗測量干燥下頜骨牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)

界距離較正常范圍高。可能的原因有：1）牙周病在我

國人口中患病率高，人群中廣泛存在牙周破壞情況；2）顱骨標(biāo)本多取自老年人，牙周組織的增齡性變化

在牙槽骨表現(xiàn)為對牙周炎癥的敏感性強，牙周組織破壞快、修復(fù)難，牙槽嵴高度降低；3）影像學(xué)檢查方法的差異。

通過對實驗結(jié)果的統(tǒng)計學(xué)分析可以發(fā)現(xiàn)，使用CBCT圖像對下頜骨不同牙位及解剖位置的牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離進行測量，同一觀測者重復(fù)測量的結(jié)果及不同觀測者測量結(jié)果之間的差異均無明顯統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），這說明使用CBCT圖像測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的方法具有良好的可重復(fù)性。使用檢測工具對標(biāo)本進行實地測量是最為常用、準(zhǔn)確的解剖學(xué)研究方法，為了評價CBCT圖像測量的準(zhǔn)確性，本實驗對CBCT與游標(biāo)卡尺對牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的測量結(jié)果進行了比較，結(jié)果顯示CBCT與實體測量數(shù)據(jù)間差異無明顯統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。由此可見，使用CBCT圖像測量牙槽嵴頂至釉牙骨質(zhì)界距離的方法具有較高的準(zhǔn)確性。

放射學(xué)檢查在提供重要的醫(yī)學(xué)影像學(xué)診斷信息的同時，伴隨存在的X線電離輻射損害不容忽視。雖然CBCT的X線輻射劑量相對于多層螺旋CT顯著減少，但一般均高于全口根尖片、曲面體層等傳統(tǒng)影像學(xué)檢查方式，差距可達數(shù)倍至十?dāng)?shù)倍[11]，因此尚

不能將之常規(guī)應(yīng)用于牙周炎的診斷。這要求專科醫(yī)師應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格掌握檢查指證、控制設(shè)備參數(shù)、選擇合理的掃描體位，在達到診斷目的的前提下、盡可能減少輻射劑量，即ALARA原則（As Low As Reasonably

Achievable）。

本實驗使用CBCT對離體牙槽骨進行掃描和測量分析，結(jié)果表明其圖像可清晰顯示牙和牙槽骨的解剖形態(tài)，在測量牙槽骨高度方面具有良好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，與國外相關(guān)研究的結(jié)論相符[12]。本實

驗嘗試以牙膠尖作為無損定位材料，在不影響測量的前提下，使定位更加準(zhǔn)確、測量結(jié)果更加可信，以期為三維影像測量提供一種新的定位材料。目前，國內(nèi)對CBCT應(yīng)用于定量測量牙槽骨缺損的研究較少，筆者希望通過本研究促進CBCT在牙周病科研和臨床中的推廣應(yīng)用，提高牙周病的診療水平。

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（本文編輯 杜冰）