曲面断层与螺旋CT在牙种植应用中的对比研究.doc

曲面断层与螺旋CT在牙种植应用中的对比研究初探 2004/06/01 摘要目的 1 评价曲面断层与螺旋CT在牙种植中的精确性及诊断价值。方法 1 在颅骨牙槽窝中植入标志物，分别拍摄曲面断层片与螺旋CT。在曲面断层片与螺旋CT的二维、四维 重建图像上测量标志物长度及根方直径,将三者结果与游标卡尺测量结果（真实值）相比较。2 比较三种影像方法提供的信息量大小。结果：1 三种影像测量结果与真实值间均有显著性差异（P0.0001）。三种影像测量结果之间也有显著性差异（P0.05）。曲面断层片经校正后仍与真实值间有显著性差异(P0.0001)。2 CT重建图像可从多个层面观察术区，可清晰地显示窦腔、神经管及术区三维?quot;四维立体结构。结论螺旋CT的精确性及诊断价值均高于曲面断层。关键词 牙种植 螺旋CT 曲面断层 重建图像Comparison of Panoramic radiography with Spiral CT in dental implantology: a preliminary study.Leng Bing，Wang Yining，Cheng Yong，et al.School of Stomatology，Wuhan University，Wuhan 430070Abstract Objective Assess and Compare the accuracy and diagnostic value of Panoramic radiography and spiral CT for dental implant treament. Methods Panoramic radiography and spiral CT were performed on a dried cadaver with marks in sockets. Measuring the marks on Panoramic images and 2-dimensional and 4- dimensional reformatted images generated from spiral CT.Compare the images measurements with the physical measurements of the marksEvaluate and Compare the information gained from the two image modalitiesResults There were statistically significant differences between the three images measurements and the physical measurements. There were no statistically significant differences between the reformatted images measurements and the physical measurements after correction. However, there were statistically significant differences between Panoramic images measurements and the physical measurements after correction. 2 Reformatted Spiral CT images allows roformatting in any desired plane and 3-demensional architecture of the jaws. Conclusions Reformatted Spiral CT images has higher accuracy and is more valuable than Panoramic in implantology.作者单位：430070武汉大学口腔医学院（冷斌 王贻宁 程勇 施斌 张俊）；武汉大学中南医院CT室 （孙骏谟） Key words Dental implantology Spiral Computed tomography Panoramic Reformatted image ?牙种植成功的关键在于术前正确的诊断、设计 ，只有对颌骨的骨量、骨质及重要解剖结构进行精确评估，方可制订正确的手术修复方案。曲面断层是种植术前诊断最常用的检查方法，但仍存在许多缺陷，如不同程度的放大与失真、无法显示颌骨的颊舌径等，因此不能完全满足临床诊断的需要1。近年来CT轴面扫描与图像重建技术已应用于牙种植，可为种植术前诊断提供最精确的影像。Gher等对比了曲面断层片与螺旋CT三维重建图像在下颌牙种植中的精确性,认为三维重建图像测量结果小于真实值，曲面断层片测量结果大于真实值2。但三维重建图像只能显示颌骨的立体表面形态，无法显示颌骨的内部特征，其临床意义没有二维侧断面图像（cross-sectional image）大。本实验拟探讨曲面断层与螺旋CT二维侧断面、 四维 （Four-dimensional image）重建图像测量结果的精确性，并比较三种影像检查结果的诊断价值。材料与方法?1 仪器与材料（1）曲面断层机（Siemens,Orthopantomography10,Germany，固有放大率为1.25 ）（2）螺旋CT(PQ-6000,USA)（3）商业纯钛棒（陕西宝鸡有色金属研究所）（4）造影管（Willam A cook Australia PTY.LTD）（5）游标卡尺（TESR,瑞士，精确度：0.02mm）?2 实验方法与步骤?2.1选取一成人颅骨标本，性别、年龄未知，牙槽骨无明显萎缩。在其牙槽窝中植入标志物（上颌16个钛棒：长10mm，直径 4mm；下颌15个造影管：长10mm，直径2.5 mm）。标志物植入前用游标卡尺测量长度及根方直径。标志物植入的方向尽可能模仿天然牙的排列。用硅橡胶固定颞下颌关节，使上下颌骨保持正确的颌位关系。 ?2.2影像检查 曲面断层 体位：下颌颏部位置于颏托中部，下方垫2cm厚纱布，头的矢状面与地面垂直，听鼻线听眦线的角平分线与地面平行。球管电压：65KV, 电流：8mA，曝光时间： 15秒。CT扫描参数： 层厚(slice)：2mm, 间距（space）：1mm，螺距(pith) ：1，电压：120KV, 电流：100mA，矩阵：512x512，锐利算法重建，窗宽2500，窗位600。分别用多平面重建（ multiplanar reformations,MPR）和四维重建及牙科（Denta Scan）软件进行图像重建。?2.3 测量曲面断层片(见图1)及CT侧断面图像(见图2)，四维重建图像(见图3)上标志物长度及根方直径。统计分析 采用配对t检验比较三种影像测量结果与游标卡尺测量结果(真实值)间的差异。=0.05。用SAS(6.12)处理统计数据。结?果?1 三种影像测量结果与真实值间均有显著性差异（P0.001）。三种影像测量结果之间也有显著性差异（P0.001）。CT重建图像的测量结果经校正后（二维CT校正系数：垂直1.05 水平 1.07，四维CT 校正系数：垂直 0.99 水平：0.97 ）与真实值间均无显著性差异。曲面断层片经校正后（校正系数1.25）仍与真实值间有显著性差异。(见表1、表2)2 曲面断层片放大率：前牙区前磨牙区磨牙区。CT重建图像放大率不随区域不同而发生明显的变化。(见表3、表4)3 四维CT测量结果真实值二维CT测量结果曲面断层片测量结果。(见表3、表）讨?论?1 精确性比较?1.1 曲面断层片 牙种植术区涉及上颌窦、切牙管、鼻腔底、下颌管等重要解剖结构。上颌窦或鼻腔的穿孔可能导致感染，神经管的损伤会引起感觉异常，颌骨支持力不足会造成种植体的移动3。因此术前诊断应尽可能精确。曲面断层片是目前牙种植术前诊断最常用的检查方法，但存在许多缺陷，如放大率不一致、清晰度不高，断层域不确定。Rouse的体外实验表明，曲面断层片的放大率从0%到36%不等。本实验表明当颌骨位于标准体位时，曲面断层片仍有明显的放大与失真，并且放大率随区域不同而发生明显的变化，这说明用1.25的平均放大率校正曲面断层片是不准确的，在前牙区低估了标志物的大小，在后牙区高估了标志物的大小。这提示我们因根据牙位对牙槽嵴的高度进行估计。Tal的研究表明用已知大小的标志物置于模板上校正曲面断层片的区域放大率可满足临床需要4。曲面断层的放大与失真主要受下列因素影响 (1)X线-胶片-物体间距离。 (2)有效投射半径。(3)胶片、X线源相对移动速度。（4）X线束穿过颌骨时与颌骨形成的角度处于不段的变化之中（水平方向可有30、垂直方向可有15），不能保持对颌骨的严格垂直。此外患者颌骨的大小与形状也会影响曲面断层片的放大率。因为曲面断层机的旋转轨道是固定，而每一个患者的颌骨的大小与形状都不同。本实验未探讨该因素的影响。 ?1.2 螺旋CT Besimo的研究表明 CT重建图像的精确性很高5。本实验中CT二维图像的放大率为4.3%-7.8%，四维图像放大率为-4.1%-0.9%，都显著低于曲面断层放大率(8.3%-30.7%)。二维图像总是大于真实值，而四维 图像总是小于真实值，这是由于部份容积效应和分段算法造成的。重建图像的测量值虽与真实值间有显著性差异，但与真实值很接近，差值0.5mm，这种差异没有临床意义，并且测量结果不象曲面断层片那样随区域不同而发生明显的变化，经校正后与真实值间均无显著性差异。这表明CT重建图像准确性高于曲面断层。CT重建图像-真实值间差值的标准差很小，均显著低于曲面断层片-真实值间差值标准差，表明CT重建图像测量结果的可重复性高于曲面断层片。?2 信息量比较 ?2.1曲面断层片 曲面断层片可以同时显示上下颌骨与牙列，并能显示上颌窦、鼻腔底、下颌管，但清晰度差1。曲面断层片无法显示颌骨的颊舌径，骨质的凹陷，也无法进行血管、神经束的定位。曲面断层片影像具有重叠性，断层域不确定，对骨质密度的评价也不准确。因此曲面断层片适用于种植术前的初步检查，对于复杂病例而言，单凭曲面断层片是不够的，应进行进一步的检查1。?2.2 螺旋CT 螺旋CT扫描获得的原始图像为轴位图像，该图像与人体长轴垂直，可在扫描后立即显示。原始图像可按临床需要进行多种模式的图像重建。本实验采用的重建模式有（1）多平面重建 利用斜位多平面重建观察颌骨侧断面图像。侧断面图像是一垂直于颌弓的图像，可显示牙槽骨的高度和宽度及内部特征，可确定种植体理想的颊舌向倾斜角度，临床意义最大6。（2）曲面重建（curved multiplanar reformations, CMPR）利用牙科软件的曲面重建功能产生的曲面断层图像（Panoramic image）为平行于颌弓的图像，类似于曲面断层片，在确定种植体近远中倾斜角度与窦腔、神经管的显示方面意义最大7。（3）容积重建（volume rendering ，VR） 可形成三维图像（three-dimensional image可显示颌骨的立体表面形态，但无法显示颌骨的内部特征8。 四维 图像 以不同的透明度形成一个透明的立体图像，可同时显示颌骨与牙根的情况，有助于医生了解复杂的解剖结构。?3螺旋CT的优点（1）图像精确；（2）密度分辨率高；（3）可显示颌骨的颊舌径与内部结构；（4）可显示术区的三维、四维空间结构；（5）采用滑环技术与容积扫描，扫描速度快，本实验仅用了35秒，与普通CT相比，时间明显减少，减少了患者可能发生移动和吞咽的机会，也就减少了图像重建中的失真9；（6）一次扫描可获得任一断层的图像而无需患者重新拍片；（7）可评价骨质密度；（8）螺旋CT的原始数据与重建图像可保存于工作站硬盘或各人电脑中用于手术与修复设计。4螺旋CT存在的缺陷：（1）金属伪影影响影像质量；（2）部分容积效应与周围间隙现象干扰影像质量；（3）空间分辨率低于根尖片；（4）放射剂量较大；（5）费用较高。参考文献1 Frederiksen , NL. Diagnostic imaging in dental implantology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol ,1995, 80(5):540-544. 2 Gher ME, Richardson AC. The accuracy of dental radiographic techniques used for evaluation of implant fixture placement. Int J Periodont Rest Dent,1995,15(3):269-283.3 Lekholm. Surgical considerations and possible shortcomings of host sites. J Prosthet Dent.1998,79(1):43-48. 4 Tal H, Moses O. A comparison of panoramic radiography with computed tomography in the planning of implant surgery. Dentomaxillofac Radiol. 1991,20(1):40-425 B