螺旋CT結合Mimics軟件對頦管可視化和測量的研究

鄧文正等

[摘要]目的：本研究旨在利用螺旋CT檢查數據，經過Mimics軟件處理后觀察和測量頦管的解剖解剖結構，以減少頦管區種植手術的損傷。方法：先把螺旋CT數據以DICOM 3.0格式保存，接著導入Mimics軟件，在螺旋CT的二級重建圖像上，進行觀察和測量。結果：頦孔前3mm冠狀面的測量項目（管下緣距、頦管橫徑、縱徑、管嵴距，管舌和管頰距），左右對比差異無統計學意義；女性比男性小（P<0.05）；對下頜骨頦管區的解剖結構可以在可視化三維數字模型上進行多方位對測量和綜合評價。結論：螺旋CT與Mimics軟件結合，可以對頦管區種植術前進行準確的確測量，并且可以建立可視化的三維模型。

[關鍵詞]螺旋CT；Mimics軟件；頦管；口腔種植；三維可視化

[中圖分類號]R782.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-6455（2014）14-1185-03

Mental canat measurement and visualization before tmplantation by spiral CT combined with mimics software

DENG Wen-zheng1，ZHOU Nuo2，QIN Qiu3，CAI Yong-lin4，YANG Ting-qing1，QIU Wei-fang1，LI Dong-jian1，LU Hui1

（1.Department of Stomatology，Wuzhou Red Cross Hospital，Wuzhou 543002，Guangxi，China；2.College of Stomatology，Guangxi Medical University；3.Department of Medical Imaging， Wuzhou Red Cross Hospital；4.Department of Medical Laboratory，Wuzhou Red Cross Hospital）

Abstract： Objective To observe the anatomical characteristics of mental canal area and analysis the data by Mimics software， in order to prompt the injured risks to anatomical structure by dental implantation in this area. Methods The CT digital imaging data were saved as DICOM 3.0files，transformed to two-grade reconstructed images of，and then measured by the Mimics software. Results Regarding the diameter and longitudinal diameter of the mental foramen，the horizontal distance of mental canal，the canal-crest distance， canal-inferior distance，canal-lingual distance，canal-buccal distance，the diameter and longitudinal diameter of the mental canal in the two coronal plane， which were 3mm away from the mental foramen，there were no statistically significant differences between left and right in the same gender.However，there were statistically significant differences（P<0.05） about comparisons in different gender.data，which were converted into a visual 3D digital models by mimics softwares，could provided sufficient information， measure and given comprehensive evaluation about the anatomic structureof mandibular mental canal. Conclusion Combined with Mimics software， Spiral CT affords the precise measurement before the dental implantation in mental canal area，and establishes visual 3D model. It provides assistances for the doctor-patient communication，diagnosis， treatment and curative effect evaluation on dental implant.

Key words：mimics software；mental canat area；dental implant；visual model

在頦管區進行種植牙手術時，由于術前評估不足，可能損傷頦神經血管束，并影響種植牙的成功率[1]。因此各種影像學檢查方法應運而生，與傳統口腔放射學檢查對比，螺旋CT具有諸多優點[2]，但仍然有一個問題亟待解決，那就是如何進一步地利用獲得的螺旋CT檢查數據，進行種植手術前的診斷以及設計手術方案。本研究嘗試將螺旋CT，與能溝通三維工程設計的Mimics軟件有機結合在一起[3]，兩者優勢互補，為頦管區種植手術前，提供精確測量和可視化設計，以此減少損傷頦管區重要組織的幾率。

1 資料和方法

1.1一般資料：2011年12月～2014年1月梧州市紅十字會醫院下頜骨螺旋CT檢查資料，共60例（男30例，女30例），年齡20～34歲，均知情同意，并通過醫學倫理學委員會審核。納入條件：下頜骨、下頜前區無嚴重病變，無手術后等干擾組織成像因素。

1.2 方法：螺旋CT（西門子，德國）工作條件為：120KV、35-85mAs、0.6mm。螺旋CT數據保存格式為DICOM 3.0，觀察測量軟件為Mimics軟件（Materi alise，比利時）。測量項目：在頦孔前3mm的冠狀面測量頦管水平距、管嵴距、管下緣距、管頰舌距等指標。觀察項目：重建下頜骨三維模型，可視化下頜骨頦管區，顯現頦管及其周圍解剖結構的關系。

1.3統計學分析：統計學分析軟件為SPSS 13.0，計量資料組間比較，采用t檢驗，P<0.05差異有統計學意義。

2 結果

2.1各項指標測量結果：頦孔前3mm冠狀面的測量指標，左右比較差異無統計學意義（見表1）；兩性別間對比，差異有統計學意義（P<0.05），見表2。

2.2下頜骨頦管區的可視化模型：先把螺旋CT數據以DICOM 3.0格式保存，然后導入Mimics軟件，接著構建出頦管區的三維可視化數字模型，對下頜骨模型進行從任意角度的旋轉、切割，整體或局部三維顯示（如圖1）；將下頜骨三維模型透明化，顯示出頦管的位置、形態和走行，頦管與下頜牙、各個骨壁之間的距離；下頜神經管一分為二，其一為同向前行的切牙神經管，其二為向后、上、外出頦孔口的頦管（如圖2）。

3 討論

學者們研究發現頦管的直徑為1.68～2.60mm[4]。本研究顯示，頦管大小在0.95～4.14mm，男性大于女性（P<0.05），左右之間沒有差異（P<0.05）。關于頦管的大小，個體間差異性很大，此外，下頜骨頦管區解剖結構的精細復雜，有此種種因素，種植術極易損傷該區的神經血管。因此，為了降低頦管區種植手術的風險，應該常規進行螺旋CT等影像學的檢查。

可視化人體計劃，首先由美國國家醫學圖書館于1989年提出后，在該領域學者們不懈地進行相應的研究。張宇[5]采用二維圖像處理軟件和三維重建軟件進行下頜骨模型重建，但是其重建結構不完整，重建的質量與醫療要求等相差較遠遠。大家知道成功地制訂口腔種植手術的重要因素之一，就是擁有準確可靠的影像學資料支持[6-7]，尤其是頦管區域等特殊部位的種植手術計劃[8-11]。為了適應現代口腔種植學的發展要求，我們在取得了高質量影像資料的基礎上，統分利用醫學影像分析軟件Mimics，尋求一種準確而又快捷的方法，以實現頦管區域完全可視化。Mimics是交互式的醫學影像控制系統，該軟件能輸入各種掃描的數據（CT、MRI），構建三維模型，輸出有限元分析（FEA）、計算機輔助設計（CAD）、以及快速成型（RP）等格式。構建可視化數字三維模型，是Mimics軟件的另外一個重要強項。最佳的手術方案可以在其模型上進行設計，然后種植手術導板通過快速成型技術制造，種植體理想位置便被精確地轉移到患者的頜骨內，因此保證了種植修復的順利進行。

本研究將多層螺旋CT數據，結合到能溝通三維工程的Mimics軟件，這樣更精確的測量手段應用到頦管區的研究。在二維平面上我們進行了頦管水平距、管嵴距、管下緣距、管頰舌距等指標的測量，并且進行男女間以及左右間的比較，接著進行三維重建和可視化研究。綜合有效的評價只有通過多方位對頦管區的解剖結構進行觀測得到。可視化三維數字模型通過將螺旋CT信息轉化成而得，下頜骨任意平面結構以及骨質情況可進行充分顯示，通過對有特色對象的分離，對模型進行符合條件的分割，得到相關解剖部位，任意的距離和角度均可以進行測量。頦管的位置、走行及形態，及其與周圍結構的三維空間關系，均可以在透明化后的下頜骨得到清晰顯示。在頦孔區，下頜神經管一分為二，其一為同向前行的切牙神經管，其二為向后、上、外出頦孔口的頦管。

可視化三維數字模型的應用，結合精確的二維平面測量，為頦孔區種植方案提供準確的術前參考。口腔種植醫師可以制定出更加符合實際的手術方案，為種植牙手術減少風險。

[參考文獻]

[1]N.Lautner，M.McCoy，A.Gaggl，C. Krenkel. Intramandibular course of the mandibular nerve[J].clinical significance for distraction and implantology Revue de Stomatologie et de Chirurgie Maxillo-faciale，2012，113（3）：161-168.

[2]張強，郭軍，孟志兵，等.顴骨顴弓縮小聯合下頜角截骨術前及術后早期顳頜關節和咬肌的三維螺旋CT形態學測量[J].中國美容醫學，2013，22（3）：344-347.

[3]賈如，王俊濤，逯宜，等.雙重大連接體式及傳統設計RPD各基牙牙周膜受力的三維有限元分析[J].中國美容醫學，2013，22（3）：371-374.

[4]André Weissheimer，Luciane Macedo de Menezes，Glenn T，et al.Imaging software accuracy for 3-dimensional analysis of the upper airway[J].American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics，2012，142 （6）：801-813.

[5]張宇，裴國獻，原林，等.虛擬人數據的下頜骨快速三維重建方法[J].中華醫學美學美容雜志，2004，10（2）：83-85.

[6]邱爽，王夢，陳瑩，等.顴骨“L”形截骨降低術的三維有限元模型的建立與分析[J].中國美容醫學，2012，21（1）：43-46.

[7]Terence E，Donovan，Maxwell Anderson，et al.Annual review of selected scientific literature：Report of the committee on scientific investigation of the American Academy of Restorative Dentistry[J].The Journal of Prosthetic Dentistry，2012，108（1）：15-50.

[8]Simel Ayyildiz，Kivanc Kamburoglu，Cumhur Sipahi，et al.Radiofrequency heating and magnetic field interactions of fixed partial dentures during 3-tesla magnetic resonanceimaging[J].Oral Surgery，Oral Medicine，Oral Pathology and Oral Radiology，2013，116（5）： 640-647.

[9]George K，Sándor，Veikko J，et al.Adipose Stem Cell Tissue-Engineered Construct Used to Treat Large Anterior Mandibular Defect： A Case Report and Review of the Clinical Application of Good Manufacturing Practice-Level Adipose Stem Cells for Bone Regeneration[J].Journal of Oral and Maxillofacial Surgery，2013，71（5）：938-950.

[10]Narcisse Zwetyenga，Nicolas Vidal，Bruno Ella， et al.Results of oral implant-supported prostheses after mandibular vertical alveolar ridge distraction： a propos of 54 sites.Oral Surgery[J].Oral Medicine， Oral Pathology and Oral Radiology，2012，114（6）：725-732.

[11]F.B.T.Perdijk， G.J. Meijer，A.Soehardi， R.Koole.A lower border augmentation technique to allow implant placement after a bilateral mandibular fracture as a complication of vertical distraction osteogenesis：a case report[J].International Journal of Oral and Maxillofacial，2013，42（ 7）： 897-900.

[收稿日期]2014-04-18 [修回日期]2014-05-29

編輯/何志斌