偽影減少模式對(duì)不同材料全冠繼發(fā)齲檢測(cè)的影響

屠青青 黃凌霞 周杭濤 陳建治

對(duì)于牙體缺損和牙列缺損的患者，全冠修復(fù)仍然是牙體缺損修復(fù)的首選之一［1］。有研究表明固定義齒的10年成功率為89.1%～92.0%［2，3］，導(dǎo)致修復(fù)失敗最常見的原因是繼發(fā)齲的發(fā)生［4］。因此繼發(fā)齲的早期診斷對(duì)于防止硬組織的嚴(yán)重破壞和提高治療的成功率有重要意義［5］。

CBCT因其三維成像的特點(diǎn)，近些年被廣泛應(yīng)用于臨床診斷中。有研究證實(shí)CBCT能在一定程度上檢測(cè)全冠下的繼發(fā)齲，可作為全冠修復(fù)后繼發(fā)齲的輔助診斷［5，6］。全冠的存在會(huì)使圖像產(chǎn)生偽影，影響繼發(fā)齲的檢出。AR算法［7，8］為達(dá)到減少偽影及提高CBCT圖像質(zhì)量的目的而被開發(fā)出來(lái)。一些研究已經(jīng)對(duì)AR模式減少偽影能力進(jìn)行了初步的研究，已證實(shí)其對(duì)于減少周圍金屬偽影的有效性［9-11］。但未見其對(duì)于檢測(cè)全冠下繼發(fā)齲能力的研究。本研究制作4種臨床常見材料的繼發(fā)齲模型，利用CBCT成像及image J圖像分析軟件對(duì)圖像的齲壞牙體組織與健康牙本質(zhì)的灰度的差值進(jìn)行分析，旨在了解AR模式對(duì)于全冠下繼發(fā)齲的檢出的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1.材料與方法

1.1 牙體納入標(biāo)準(zhǔn) 收集8顆齲壞的第三磨牙，納入標(biāo)準(zhǔn)為：國(guó)際齲齒檢測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)（ICDAS）標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分［12］為6，即齲壞深達(dá)髓腔，齲壞部位為鄰面的第三磨牙，磨牙外形相似，清潔消毒后置于37℃恒溫氯化鈉溶液中備用。

1.2 模型的制備 每個(gè)離體牙的齲壞部分用紅蠟按正常外觀進(jìn)行充填修復(fù)，將其按照全瓷牙牙體預(yù)備標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行牙體預(yù)備，盡量保持相同的錐度與肩臺(tái)寬度，牙體預(yù)備后進(jìn)行完善的精修和拋光。對(duì)每個(gè)離體牙用硅橡膠印模材對(duì)冠部進(jìn)行印模制取，每個(gè)離體牙制取4 組印模，分別制作鈷鉻金屬、純鈦金屬、鑄瓷及國(guó)產(chǎn)氧化鋯的冠部固定修復(fù)體，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)確保每基牙的不同材料的冠的外觀厚度等一致。

1.3 全冠試戴 將加工好的不同材料的修復(fù)體在預(yù)備好的離體牙模型上進(jìn)行試戴，清潔消毒全冠組織面。同臨床戴冠一樣，為加強(qiáng)修復(fù)體的固位可以對(duì)修復(fù)體的組織面進(jìn)行噴砂或氫氟酸酸蝕處理，以增加組織面的粗糙度和機(jī)械嵌合。試戴合適后，用熱水徹底去盡離體牙冠部的蠟，完成繼發(fā)齲模型的制備。

1.4 口腔修復(fù)體斷層圖像的獲取 將繼發(fā)齲模型置于10cm×10cm的塑料圓桶中央，超硬石膏底部固定，石膏凝固后戴全冠，將水注入圓桶中，水面沒過(guò)全冠，以模擬口腔環(huán)境。將圓桶置于CBCT 機(jī)（KaVo OP3D Pro）固定位置，于正常人拍攝CBCT時(shí)頭部的位置范圍內(nèi)，對(duì)每個(gè)全冠模型分別進(jìn)行投照。CBCT的三維暴露參數(shù)分別為90kv，7mA，視野（FOV）為15.0cm×8.0cm，曝光時(shí)間8s，每個(gè)修復(fù)體于有/無(wú)AR模式時(shí)掃描一次，拍攝時(shí)，保持繼發(fā)齲模型位置不變，獲得2組CBCT圖像，最終根據(jù)有/無(wú)AR模式將掃描圖像分為2大組，又根據(jù)不同材料分為4組，共8個(gè)小組。將CBCT 獲取的數(shù)據(jù)導(dǎo)入OnDemand3D dental-KAVO軟件，獲得313層分層顯示，同一修復(fù)體的2組CBCT圖像選取均可較清晰地區(qū)別齲壞與健康牙體組織的3層圖像，例如某基牙的純鈦無(wú)AR組選取246、247、248層圖像，該基牙的純鈦有AR組及其他材料全冠的有/無(wú)AR組均同樣選取246、247、248層圖像，即每個(gè)小組包含24層圖像。通過(guò)該方式可盡可能減少修復(fù)體外形偽影對(duì)繼發(fā)齲檢測(cè)影響的組間差異性，使數(shù)據(jù)具有可比性。

1.5 口腔全冠修復(fù)體CBCT軸向二維斷層圖像分析 將選取的圖像導(dǎo)入image J圖像分析軟件中，獲取圖像的齲齒和牙本質(zhì)的灰度值，并利用image J軟件ROI Management功能，確保各組同一基牙的對(duì)應(yīng)層面圖像可獲得相同位置相同大小的齲壞組織及健康牙本質(zhì)的平均灰度值數(shù)據(jù)。計(jì)算各組牙本質(zhì)的灰度值和齲齒的灰度值的差值d，d越大表示繼發(fā)齲檢出能力越強(qiáng)。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 研究數(shù)據(jù)利用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，定量數(shù)據(jù)采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，當(dāng)P＜0.05定義為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

2.1 各組全冠修復(fù)體CBCT軸狀二維斷層圖像觀察同一基牙不同材料修復(fù)體在同一圖層的軸狀圖像（圖1）。結(jié)果顯示，不同材料修復(fù)體的偽影對(duì)基牙的影響：鑄瓷＜純鈦＜鈷鉻＜氧化鋯；AR模式對(duì)牙冠周圍圖像的影響：鑄瓷＜純鈦＜鈷鉻及氧化鋯；AR模式對(duì)基牙圖像的影響：僅見純鈦在AR模式下繼發(fā)齲的檢出能力明顯降低，其余材料在有無(wú)AR模式時(shí)檢測(cè)繼發(fā)齲的能力變化不大。

2.2 齲齒和牙本質(zhì)的灰度值及其差值d 對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，大體滿足正態(tài)分布。比較不同修復(fù)體間的差異選用單因素ANOVA檢驗(yàn)，比較有無(wú)AR模式的差異采用配對(duì)T檢驗(yàn)。結(jié)果顯示：不同的修復(fù)材料（純鈦、鈷鉻、鑄瓷、氧化鋯）與牙體的狀況（齲病與健康牙本質(zhì)）的灰度值的差異有顯著性（P＜0.05），其灰度值大小基本符合鑄瓷＜純鈦＜鈷鉻＜氧化鋯的順序；AR模式有無(wú)對(duì)純鈦及鈷鉻全冠的齲病與牙本質(zhì)的灰度值間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而鑄瓷及氧化鋯未見明顯差異，據(jù)表1。據(jù)表2顯示：AR模式的有無(wú)僅在純鈦金屬冠的齲病與牙本質(zhì)的灰度值差值d間存在顯著差異（P＜0.05），其余修復(fù)材料未見明顯差異（P＞0.05）；不同修復(fù)材料的d值間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；不論AR模式的有無(wú)，d值大小滿足：鑄瓷＞純鈦＞鈷鉻＞氧化鋯，且有AR模式的d值總體小于無(wú)AR模式，故AR模式會(huì)降低全冠下繼發(fā)齲的檢出能力，其檢測(cè)能力與其產(chǎn)生偽影的能力呈負(fù)相關(guān)。

表1 AR模式對(duì)不同材料全冠下基牙齲病與牙本質(zhì)的灰度值的影響（xˉ±s,n=24)

圖1 同一基牙不同材料修復(fù)體在同一圖層的軸狀圖像

表2 AR模式對(duì)不同材料全冠下基牙齲病與牙本質(zhì)的灰度值差值d的影響（,n=24)

表2 AR模式對(duì)不同材料全冠下基牙齲病與牙本質(zhì)的灰度值差值d的影響（,n=24)

注：*與純鈦金屬冠組比較， P＜0.05；#與鈷鉻金屬冠組比較， P＜0.05；△與鑄瓷全冠組比較， P＜0.05；○表示與氧化鋯全冠組比較，P＜0.05；●表示與無(wú)AR模式組比較，P＜0.05。

組別純鈦鑄瓷鈷鉻氧化鋯d有AR模式64.41±8.97●△○136.26±7.29*#○59.24±13.92△34.91±10.85*△無(wú)AR模式130.48±6.83#△○145.75±6.64*#○64.00±10.02*△○15.48±5.89*#△

3.討論

盡管近些年口腔材料及修復(fù)技術(shù)有了很大的發(fā)展，但全冠修復(fù)仍是治療牙體缺損及牙列缺損的首選方法之一［1］。全冠的留存率一般為10年左右［13］，繼發(fā)齲的發(fā)生是導(dǎo)致其失敗而拆除的主要原因［2］。全冠修復(fù)體下的繼發(fā)齲會(huì)導(dǎo)致基牙硬組織的嚴(yán)重破壞，由于全冠的遮蓋，臨床檢查往往不能早期發(fā)現(xiàn)。待到患者出現(xiàn)臨床癥狀時(shí)，往往因缺損較大，導(dǎo)致預(yù)后較差或需要拔除。因而，繼發(fā)齲的早期診斷十分重要。以往研究中，繼發(fā)齲模型的制備是通過(guò)高速渦輪機(jī)磨除固定缺損來(lái)人為創(chuàng)造繼發(fā)齲模型，不能充分模擬齲齒的脫礦部位，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)將齲壞的第三磨牙用蠟塊充填修復(fù)后備牙，可獲得更為自然的繼發(fā)齲模型。Ismail AI［12］等也通過(guò)該方式初步研究了CBCT檢測(cè)全冠下繼發(fā)齲的能力。得出CBCT可在一定程度上檢測(cè)繼發(fā)齲及其檢測(cè)能力受修復(fù)體偽影影響的結(jié)論。因此了解偽影的產(chǎn)生規(guī)律具有必要性。王家柱［14］等對(duì)CBCT金屬偽影產(chǎn)生規(guī)律進(jìn)行了研究，影響偽影產(chǎn)生的因素有很多，其中本實(shí)驗(yàn)中不同修復(fù)材料、修復(fù)體形態(tài)及周圍環(huán)境等均是影響偽影產(chǎn)生的因素。但我們通過(guò)使用同一基牙及CAD/CAM技術(shù)盡可能減少修復(fù)體外形偽影對(duì)繼發(fā)齲檢測(cè)影響的組間差異性，使數(shù)據(jù)具有可比性。此外，通過(guò)在容器中注入水，來(lái)模擬口腔濕潤(rùn)的環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為接近實(shí)際。

CBCT自1998年［15］投入使用于口腔領(lǐng)域，因其成本低、圖像獲取快、輻射劑量與傳統(tǒng)CT相比低得多而迅速推廣，相較于其他射線照相技術(shù)更是具有三維成像的優(yōu)點(diǎn)，為臨床診斷帶來(lái)更多的信息。CBCT已被證實(shí)可作為檢測(cè)全冠下繼發(fā)齲的輔助診斷工具［6，7］，因此，CBCT的圖像質(zhì)量好壞可影響臨床對(duì)疾病的判斷。本研究中，不同材料的全冠修復(fù)體可產(chǎn)生不同程度的金屬偽影，影響繼發(fā)齲的檢測(cè)。有研究指出［16］，不同修復(fù)材料產(chǎn)生的偽影的大小與材料的原子序數(shù)大小呈正相關(guān)。本研究不同材料修復(fù)體的原子序數(shù)排序，硅＜鈦＜鈷鉻＜鋯，即鑄瓷＜純鈦＜鈷鉻＜氧化鋯，與本研究結(jié)論相符。

CBCT主要由放射源、探測(cè)器、控制系統(tǒng)三部分組成。CBCT從探測(cè)器接收到的信息到我們見到的三維重建的圖像，是通過(guò)數(shù)學(xué)建模將探測(cè)器收集的射線數(shù)據(jù)，通過(guò)算法以不同的體素值呈現(xiàn)在圖像上而獲得的。因此想要減少CBCT圖像的偽影需從CBCT機(jī)本身與被測(cè)對(duì)象兩方面著手。AR模式通過(guò)軟件的算法來(lái)減少偽影，不需要改變硬件及采集過(guò)程，是較容易實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)今CBCT制造商正在積極開發(fā)AR模式的算法，來(lái)提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。AR模式在以往的研究中對(duì)于金屬周圍偽影的減少均有較為滿意的結(jié)果［9-11］。但在本研究中，AR模式僅對(duì)于減少全冠外的偽影具有積極作用，且其偽影減少的能力與修復(fù)材料產(chǎn)生偽影的能力有關(guān)；對(duì)于繼發(fā)齲的檢測(cè)，AR模式在純鈦金屬中反而起到消極的作用，不利于齲齒的檢測(cè)；鈷鉻金屬在AR模式下，齲病及健康牙體組織的灰度值均有明顯下降，d值也小于無(wú)AR模式。但d值間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在鑄瓷與氧化鋯中，氧化鋯由于偽影較大，d值較小，不論AR模式的有無(wú)，均不能明顯的檢測(cè)出繼發(fā)齲的存在，而鑄瓷則因偽影較小，AR模式對(duì)其無(wú)明顯影響。但總體上，d值在無(wú)AR模式時(shí)大于有AR時(shí)。故AR模式使齲病及健康牙體組織間灰度值差異減小。Fakhar［17］等的研究發(fā)現(xiàn)，去除偽影雖不影響圖像的大體結(jié)構(gòu)，但會(huì)使一些精細(xì)結(jié)構(gòu)變得模糊，其或可解釋AR模式減小了齲病與牙本質(zhì)間的差異性。本實(shí)驗(yàn)僅研究了單冠且僅選用了第三磨牙，實(shí)驗(yàn)結(jié)論有一定的局限性，并且本研究的全冠均未進(jìn)行粘接，粘接劑亦可產(chǎn)生偽影，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。本研究選用15.0cm×8.0cm的視野，屬于中等視野，已有研究證實(shí)小視野能夠減小修復(fù)體產(chǎn)生的偽影［18,19］。故為獲得更清楚的圖像，在后期實(shí)驗(yàn)中，我們可以進(jìn)一步研究視野（FOV）大小及其他拍攝參數(shù)對(duì)于AR模式的影響。

綜上所述，在本研究中，AR模式有利于減少全冠外的偽影，但不利于繼發(fā)齲的檢測(cè)。故在臨床上攝片時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的拍片目的來(lái)判斷是否選用AR模式。