錐形束CT在牙槽外科定量測量中精準性及應(yīng)用的研究進展

1、錐形束CT在牙槽外科定量測量中精準性及應(yīng)用的研究進展隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，錐形束計算機斷層掃描技術(shù)（cone-beamcomputedtomography，CBCT）極大推動了口腔診療工作的精準化水平。較傳統(tǒng)的牙片和曲面斷層片相比，在牙槽外科診療中錐形束CT憑借其較高精確度測量，日益發(fā)揮著重要的作用。當前，醫(yī)學(xué)發(fā)展進入了精準醫(yī)學(xué)的時代，精準醫(yī)學(xué)整合了現(xiàn)代科技手段與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，以個體化醫(yī)療為基礎(chǔ)，對某一疾病進行精確分類、評估，以實現(xiàn)個性化精準治療。由于CBCT具有多維測量功能，為口腔醫(yī)學(xué)牙槽外科在相關(guān)領(lǐng)域中進行“個性化定制”，從而實現(xiàn)口腔精準醫(yī)學(xué)治療提供了可能。隨著CBCT臨床

2、應(yīng)用的普及，口腔臨床醫(yī)生越來越希望能夠借助這一先進的技術(shù)進行精確治療方案的制定和實施，在科研方面也希望CBCT能夠提供更精確的科研數(shù)據(jù)，以減小研究誤差。當前不少研究嘗試使用CBCT進行精確測量，本文就此對CBCT在口腔牙槽外科領(lǐng)域定量測量精準性及其應(yīng)用的研究進展進行綜述和探討。1.CBCT影像學(xué)測量的精準性1.1爭議對于CBCT影像長度與真實長度之差異的探究，國內(nèi)外學(xué)者對此仍有不少爭議。CBCT的尺寸測量可達到0.1mm的精確度，這與多層計算機斷層掃描（MSCT）的水平相當。通常認為臨床應(yīng)用中CBCT影像學(xué)顱頜面的測量數(shù)據(jù)與實際測量數(shù)據(jù)并無差異，能準確真實地顯示解剖結(jié)構(gòu)的情況。Luangcha

3、na對2種CBCT系統(tǒng)進行研究，顯示CBCT的線性測量數(shù)據(jù)足夠精確，Ganguly對CBCT的幾何精確性的研究顯示在軟組織存在的情況下CBCT對下頜骨的線性測量是準確的。但另有學(xué)者認為CBCT的放大率有差異性，認為CBCT低估了真實情況。通過對人類顱骨CBCT掃描并三維重建牙列，可測量牙弓、牙體等數(shù)據(jù)，將結(jié)果與數(shù)字卡尺測得的標準相比較，Baumgaertel發(fā)現(xiàn)CBCT測量值略小于實際測量值。Tarazona結(jié)果顯示CBCT測量值的誤差在大于100mm的距離和低密度區(qū)域具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)lores-Mir發(fā)現(xiàn)CBCT縮小了牙體長度達4%。Waltrick對下頜骨進行線距測量結(jié)果顯示60.2%測

4、量值偏小，但測量誤差均小于1mm。San通過石膏模型對比CBCT研究了100例患者的牙頜，顯示CBCT所構(gòu)建3D模型的測量數(shù)據(jù)盡管在臨床可接受的范圍內(nèi)，但顯示出低估下牙弓測量的趨勢。Wikner研究2種CBCT及MSCT線性測量的精確性，結(jié)果顯示不同CT之間的測量數(shù)據(jù)無顯著性差異，而CBCT與卡尺的配對分析有顯著性差異，影像數(shù)據(jù)測量值較卡尺測量值低，但影像學(xué)測量仍有較高的可靠性。因此，CBCT作為術(shù)前三維設(shè)計的診斷工具時應(yīng)考慮相鄰解剖結(jié)構(gòu)的2mm安全邊界，因為在臨床實踐中CBCT圖像線性測量的準確性很可能降低。然而，還有一部分學(xué)者認為CBCT測量值較實際測量值大，與根尖片、曲面斷層片相比而言C

5、BCT的測量誤差已經(jīng)較小，但其仍高估了牙根間距及釉牙骨質(zhì)界寬度，這種誤差可能會導(dǎo)致在進行牙槽外科操作時使鄰近牙齒的牙根受到損傷。Park研究了CBCT定量測量牙齒及頜骨標志點的可靠性，發(fā)現(xiàn)不同標志點的尺寸和形狀存在不同的差異，多數(shù)標志點被拉伸延長，其中兩邊頰側(cè)結(jié)構(gòu)比中線處結(jié)構(gòu)顯示出更大的誤差，而牙齒標志點的測量比骨骼標志點的測量準確。Garca-Sanz等對下頜髁突進行CBCT測量，與實際物理測量相比較發(fā)現(xiàn)當測量距離較小時CBCT趨于高估實際值。Dings認為CBCT圖像在評估離體標本頜骨厚度時，高估了解剖真實值，當應(yīng)用CBCT進行外科術(shù)前方案設(shè)計時應(yīng)注意這種對骨厚度的高估。還有學(xué)者用線性模型

6、研究顯示CBCT影像放大率與被測量物體偏離掃描視野中心的距離呈正相關(guān)，且在冠狀面、矢狀面和水平面的影像均有一定程度的放大；同時Demiriz的數(shù)據(jù)顯示CBCT測量與實體牙測量的差異牙體長度為0.13mm、牙冠寬度為0.28mm，CBCT的測量數(shù)值大于實際測量數(shù)值，且有統(tǒng)計學(xué)差異，其研究結(jié)果支持了之前的研究結(jié)果，并強調(diào)了CBCT顯示的結(jié)構(gòu)影像可能比實體大的觀點。CBCT影像測量時出現(xiàn)的誤差，其中一部分數(shù)據(jù)偏高而另一部分數(shù)據(jù)偏低，盡管一些測量結(jié)果顯示了統(tǒng)計學(xué)上的顯著差異，但這并不表示CBCT技術(shù)的準確性較低。事實上，CBCT可以作為臨床輔助工具提供信息，臨床醫(yī)生可以將這些數(shù)據(jù)與臨床數(shù)據(jù)結(jié)合起來，獲

7、得更高的準確性。而導(dǎo)致CBCT精確性差異的原因可能與CBCT成像技術(shù)、測量條件等有關(guān)。1.2影響CBCT圖像測量精準性的因素1.2.1掃描參數(shù)體素、掃描層厚度、投照單位數(shù)等是由CBCT系統(tǒng)本身設(shè)定的掃描參數(shù)，會影響測量精確性，所造成的誤差屬于系統(tǒng)誤差。提高CBCT圖像精確度需要減小體素，然而體素的減小將會增大射線輻射量。通常越大的體素確實降低了圖像質(zhì)量，但其線性測量仍是精確的，一般情況下0.3mm的體素是在圖像質(zhì)量和低輻射量之間一種良好的折中。也有學(xué)者的研究表明體素分辨率的提高并不會導(dǎo)致CBCT測量準確性的提高。另外，掃描層厚度也與圖像精確性明顯相關(guān)，其厚度越大，產(chǎn)生的階梯狀偽影越明顯，則數(shù)據(jù)

8、誤差越大，而局部灰度值模式的調(diào)整可以提高CBCT在大視野和大體素參數(shù)下牙槽骨高度測量的準確性和可靠性。1.2.2患者因素患者的軟組織射線衰減作用、患者運動和姿勢均可導(dǎo)致空間分辨率降低，進而影響CBCT圖像線距測量的精確度及3D硬組織模型的準確性。在CBCT檢查時，患者頭部位置容易偏離理想位置，頭部位置對三維模型分割的準確性有影響，但通常不超出臨床相關(guān)水平。CBCT圖像的測量受下頜骨位置改變的影響，隨著下頜平面與CBCT掃描臺之間角度的增加，垂直方向測量值增大。當掃描的角度不是0角時，基于軟件的下頜平面校正可以作為改善CBCT垂直測量精度的方法，有研究也支持了這一觀點，認為頭部位置對CBCT垂直

9、測量有顯著影響，是由位置延伸導(dǎo)致的。當然，在進行CBCT檢查時，患者頭部位置的微小變化并不影響圖像線性測量的準確性。1.2.3偽影常見偽影包括金屬偽影、位置偽影、射線束硬化偽影以及部分容積效應(yīng)和噪聲產(chǎn)生的偽影等，這些可降低CBCT的成像質(zhì)量。金屬等高原子序數(shù)、高密度材料偽影會影響乃至破壞其周圍組織的圖像質(zhì)量，多見于患者口內(nèi)有修復(fù)體、托槽、種植體等情況，對這一現(xiàn)象可通過金屬制品還原算法有效提高圖像質(zhì)量，而低曝光設(shè)置也可以減小偽影并獲得較高質(zhì)量的牙齒圖像。位置偽影是因為被測物太過接近投照范圍邊緣而導(dǎo)致的光環(huán)狀偽影，放射束硬化偽影是由放射線本質(zhì)決定的。部分容積效應(yīng)對CBCT的精準性也有影響，例如牙齒

10、和周圍空氣交界，體素反映的是牙釉質(zhì)和空氣的真實值之間的平均值。1.2.4測量者因素不同測量者之間可能存在一定的差異，尤其是對于微小解剖結(jié)構(gòu)測量的技術(shù)敏感性較大，對承載測量系統(tǒng)的電腦、鼠標靈敏度等硬件的要求也更高，而對測量者的操控也要求穩(wěn)定、精準。有研究顯示在相同條件下用CBCT測量牙槽骨位點的數(shù)值，同一測量醫(yī)生的不同次測量結(jié)果一致性較好，而不同測量醫(yī)生的測量結(jié)果存在較大的差異。因此測量人員應(yīng)進行專業(yè)的培訓(xùn)，掌握一定的技巧，具備足夠的影像學(xué)和頜面外科經(jīng)驗，才能確保測量的準確性和可靠性。CBCT的測量誤差是由多種因素共同作用導(dǎo)致的，機器及測量軟件本身的誤差難以完全避免，有望日后隨著影像學(xué)技術(shù)和計算

11、機技術(shù)的發(fā)展使其得到不斷改進。2.CBCT在牙槽外科中的應(yīng)用2.1CBCT定位拔除埋伏阻生牙阻生牙尤其是阻生第三磨牙在臨床上十分常見，而阻生牙拔除術(shù)在牙槽外科手術(shù)中屬于難度大的一類。在牙槽外科術(shù)前，CBCT能從多個角度清晰顯示埋伏牙的形態(tài)、位置，以及臨床醫(yī)師關(guān)心的其與下牙槽神經(jīng)的關(guān)系，CBCT能精準量化阻生牙頰、舌骨板的厚度，分析出拔牙阻力薄弱區(qū)，從而有利于術(shù)前精確設(shè)計手術(shù)徑路，避免傷及鄰牙，保護下牙槽神經(jīng)。在這些測量操作中CBCT的精確性將對外科手術(shù)的設(shè)計和實施產(chǎn)生一定的影響。2.2CBCT測量定位下頜神經(jīng)管下頜神經(jīng)管的精準定位在牙槽外科許多的臨床操作當中極具指導(dǎo)意義，如第三磨牙拔除術(shù)、種植

12、體植入術(shù)、根尖外科手術(shù)等。據(jù)報道，與第三磨牙拔除相關(guān)的下牙槽神經(jīng)損傷的風(fēng)險可達6.3%，這多是由于下頜阻生第三磨牙牙根接近下頜神經(jīng)管而術(shù)前醫(yī)生缺乏對二者三維空間位置關(guān)系的全面預(yù)判而導(dǎo)致的。而下頜神經(jīng)管解剖位置的變異更是增加了牙槽外科操作時的風(fēng)險，尤其對頰舌向位置變異的下頜神經(jīng)管，常規(guī)曲面斷層片不能顯示，CBCT則可提供明確的影像顯示神經(jīng)管是偏頰側(cè)還是偏舌側(cè)以及是否有彎曲情況，也可以顯示出下頜管是否存在分支的情況，術(shù)者可很好地避免其在術(shù)中損傷。實際上隨著CBCT的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)下頜雙神經(jīng)管的變異并不少見，但常規(guī)X線片難以發(fā)現(xiàn)，而CBCT對其的辨識極具價值。因此，應(yīng)用CBCT精確分析下頜磨牙與下頜

13、神經(jīng)管的關(guān)系，可最大程度上避免神經(jīng)損傷問題的發(fā)生。Gerlach認為由CBCT測得的下頜神經(jīng)管直徑較實際值小，評估下頜神經(jīng)管位置時應(yīng)考慮偏差，建議其直徑應(yīng)該擴大0.74mm，以防牙槽外科手術(shù)操作時損傷下牙槽神經(jīng)。2.3CBCT模擬種植牙近年來，CBCT已成為口腔種植臨床診療的首選影像學(xué)檢查方式，提高了種植成功率，它可精確評估術(shù)區(qū)牙槽骨的高度、寬度以及鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)，為種植牙設(shè)計提供參考，并且這一過程可制作精密的種植導(dǎo)板來輔助完成。CBCT除了可對種植區(qū)頜骨解剖形態(tài)進行精確評估，還可通過灰度值對頜骨骨密度進行測量分類，而骨密度與種植體植入扭矩高度相關(guān)，對骨密度正確的評估有助于種植體的選擇和種植

14、體植入的操控。近來研究顯示植入?yún)^(qū)頜骨密度CBCTHU值與種植體穩(wěn)定性存在顯著相關(guān)性，用CBCT預(yù)測種植體早期穩(wěn)定性是可行的。CBCT也被用于術(shù)后評價神經(jīng)損傷、種植體周圍感染等。epesa評估植入種植體影像測量的準確性，顯示在CBCT圖像上獲得的樣品的測量值偏大，擴大的尺寸在0.10060.368mm之間，盡管擴大尺寸是為0.1mm級別的，但在臨床實踐中計劃植入物時必須考慮到這一點，其推薦0.5mm的安全區(qū)。通常受金屬修復(fù)體、種植體偽影的影響，在種植體植入?yún)^(qū)的測量比在相鄰種植體之間區(qū)域更準確，不過測量值的差異小于1mm是臨床可接受的。2.4CBCT診療頜骨病損CBCT與曲面斷層片相比能以多維旋轉(zhuǎn)

15、方式清晰顯示頜骨病變的大小、形態(tài)以及對周圍鄰近組織的侵犯程度。與MSCT相比CBCT的骨密度分辨率低，但CBCT空間分辨率高，能準確反映頜骨病損與牙根、下牙槽神經(jīng)管、上頜竇等結(jié)構(gòu)的關(guān)系。Li認為CBCT是診斷和治療頜骨病損例如成釉細胞瘤等一種高效可靠的影像學(xué)技術(shù)，通常在多數(shù)情況下X線平片很難確定頜骨病損邊緣對牙齒及其相鄰解剖結(jié)構(gòu)的侵襲程度，而CBCT則可較好展現(xiàn)這些解剖關(guān)系，在其指導(dǎo)下實施的外科治療可取得良好的預(yù)后。3.小結(jié)與展望綜上所述，盡管CBCT三維重建的圖像存在一定的失真，其線距測量存在些許誤差，但不可否認的是CBCT是目前輔助口腔牙槽外科及其相關(guān)領(lǐng)域臨床診療與科學(xué)研究最精準可靠的影像學(xué)手段。雖然其測量數(shù)據(jù)與真實值可能有一些差