三维CT在口腔医学中的应用

综 述

三维CT 在口腔医学中的应用

马金兰,石四箴

[摘要]　三维CT 能清晰显示解剖结构的三维立体影像,可精确测量其表面积、体积、距离等数据,在口腔科中的应用日趋增

多,本文就三维CT 在口腔医学中的应用进行综述。

[关键词]　三维CT;口腔医学;计算机体层摄影

[中图分类号]　R814142 [文献标识码]　A [文章编号]　100329872(2008)1220660203

作者单位:上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔科,上海

(200011)

通信作者:石四箴　T el :(021)64164774

Fax :(021)54520138

E 2mail :shiszh @https://www.wendangku.net/doc/0718007458.html,

颌面部外伤、肿瘤、畸形及牙体疾病的影像学检查方法有X 线平片、全景片、CT (com puted tom ography )和MRI 。口腔颌面部解剖结构复杂,窦腔较多,X 线平片和全景片显示的结构前后重叠,常影响诊断和治疗。普通CT 显示的是某一层面组织的结构情况,图像清晰,但提供的仍是二维图像,缺乏立体感。三维CT 是将连续断层CT 扫描的信息经计算机处理后重建出立体图像,可以立体直观地显示复杂的解剖结构,而且三维CT 可以通过不同轴面的旋转切割对病变组织多方位,多角度地切割显示,为临床诊断和治疗提供准确的信息,本文就三维CT 在口腔医学中的应用综述如下。

1　医学影像学的进展

自19世纪以来,医学影像学经历了孕育、成长和发展的过程。1895年德国科学家伦琴发现了X 线,利用X 线的穿透性及密度和厚度不同的人体组织对X 线吸收有差别,用于人体检查和疾病的诊断。随着物理学、电子学及计算机等学科的发展,X 线图像在灵敏度、分辨率及解决重叠问题等方面得到了显著的改善。

1972年英国科学家H ousefield 研制成功了第一台CT 机

并应用于临床,CT 的发明被称为20世纪医学影像领域最伟大的发明之一。CT 即计算机体层摄影术,利用了X 线对物质的吸收衰减性能,探测器接收穿过人体的射线,将射线衰减信号送给计算机处理,经计算机重建后形成一副人体脏器的横断面图像。CT 的发展可分为两个阶段,第一个阶段是

CT 的初创和成熟时期,这个阶段内,CT 机迅速由只局限于

头部的扫描发展到可应用于全身的各个部位,并且CT 的设备制造技术也不断发展。第二个阶段是与近10余年计算机技术的飞速发展和CT 制造技术的发展分不开的。螺旋CT 扫描技术的出现堪称为CT 发展的里程碑,使CT 扫描数据采集的完整性和扫描速度方面大大地前进了一步。螺旋CT

独特的扫描方式使CT 实现了由二维结构图像进入三维解剖图像的飞跃。目前医学CT 影像的空间分辨率已由第一代

CT 的cm 数量级进展为第五代高分辨率CT 的μm 数量级,空

间分辨率达到1μm ～10μm 的医学CT 称为显微CT (M icro -CT ),显微CT 应用于口腔领域开始于本世纪初[1]。2　CT 三维重建技术的原理

三维CT 是指应用计算机软件,将螺旋CT 连续横断扫描所获得的容积数据信息进行后处理,重建出直观的立体图像。三维CT 重建技术有多平面重组法、最大密度投影法、表面阴影显示法及容积再现法,根据应用于人体不同部位及病变,选择不同的重建方法。

3　三维CT 在口腔医学领域的应用3.1　在牙周病学中的应用

牙槽骨的吸收是牙周病的一个重要临床表现,如何检测骨吸收的真实水平,从而控制骨吸收以及促进牙周组织的再生,这是牙周病学研究者备受关注的问题。I to 等[2]将三维

CT 图像与传统二维图像进行对比,分析了成人牙周炎患者

再生治疗疗效的评价及根分叉区骨破坏程度的检测。结果表明:三维CT 提供的图像可以较好地评价牙槽骨包括根分叉区的破坏情况。由于牙槽骨的不均一性和多孔性结构,用传统的组织形态学研究方法及二维影像技术对其进行量化研究存在一定的局限性。有学者利用显微CT 三维重建技术对鼠进行了牙槽骨丧失和修复实验,发现三维CT 可以用来检测牙槽骨的丧失程度且对牙周病进展过程中骨丧失情况及牙槽骨再生情况的评价准确性高[3]。Nevins 等[4]用显微

CT 对Bio -oss 胶原质引导牙周组织再生进行观察,认为显

微CT 有助于牙周组织再生过程中的三维评价,且精确度及灵敏性高。

3.2　在牙种植方面的应用

种植体植入颌骨时受颌骨空间形态和某些特殊解剖结构(如上颌窦、下颌管)的制约,常规X 线等二维平面成像对种植体植入的位置、方向及角度等缺乏准确的三维空间形态分析,无法做到种植体的准确植入。据报道,牙种植手术并发症的发生率为12.3%,颌骨侧壁穿孔和下牙槽神经损伤是

主要并发症[5]。刘娜等[6]对28例患者用X线片和螺旋CT 扫描分别判定植骨例数,观察与手术中实际情况的吻合程度,结果发现三维CT成像诊断符合率为93.3%,X线片为73.3%,表明螺旋三维CT其外科导向作用对于种植体的植入有非常重要的意义。王远勤等[7]通过螺旋CT三维重建系统,进行颌骨的三维形态、骨量、密度分析和手术设计,结果发现该技术对种植体的颌骨、牙槽骨的高度、宽度、形状、骨缺损的准确位置、骨质的密度、骨皮质和骨松质的比例、下颌管的走形,切牙管的位置和大小、颏孔的位置、鼻腔和上颌窦底的位置等重要解剖结构均能良好显示,从而极大地提高了手术的准确性,降低了种植手术的风险。种植体与骨界面的结合状态也是影响其成功率的因素之一,有学者应用显微CT三维重建对种植体与骨结合面进行分析测量,认为通过显微CT可以精确地评价种植体的宏观和微观结构,以指导临床中对种植体的选择[8]。

3.3　在口腔颌面外科中的应用

3.3.1　颌面部骨折中的应用　颌面部的骨折已成为颌面外科主要疾病之一,颌面部骨结构复杂,重叠较多,外伤常造成多发性、粉碎性骨折。传统的X线片无法显示深层次结构的骨折,对骨折块的移位情况不能准确显示,二维CT虽能显示软硬组织的不同解剖层次,但缺乏立体结构的直观感觉,无法显示骨折线的走形,某些部位的骨折如髁突纵形骨折、喙突骨折、上颌骨复杂骨折、颧骨颧弓骨折及颅底骨折,普通X 线片及CT对骨折形态和移位程度欠直观性,有时甚至表现不明确,而三维CT通过图像重建,能清楚地显示颌面部复杂骨折的立体解剖图像与空间结构,通过立体图像从不同角度、不同方位进行观察,从而清晰显示骨折部位,骨折线的长度、方向和骨折断端的移位情况,为制定手术方案、选择手术进路等提供客观依据[9]。

3.3.2　颌面部肿瘤中的应用　颌面部肿瘤尤其是恶性肿瘤,术前了解病变部位、累及的范围和与邻近组织的关系,对手术设计和预后有一定的积极意义。普通的X线片对颌骨肿物的破坏范围观察不全面,二维CT也不能进行直观的观察。Cavalcanti等[10]报道通过三维CT重建,对颌骨肿瘤能形象直观地显示其破坏范围、大小、位置和形态,并多角度、多切面反映其与周围重要骨性结构的关系,有助于手术计划的制定和治疗效果的评估。杨震等[11]用电子束CT对病变行轴位扫描并对所得图像进行三维重建,认为所建图像可从空间各个角度观察肿瘤的部位、大小与邻近的关系,更精确地显示肿瘤对颌骨骨质的微小破坏,将三维图像中软组织结构减除后可观察骨质侵犯情况,造影增强后可立体地观察肿瘤与血管之间的关系。

3.3.3　埋伏阻生牙方面的应用　埋伏阻生牙可造成牙列不齐,咬合紊乱、邻牙迟萌等各种并发症,对其治疗多需手术拔除,术前的空间定位以明确其准确位置,对手术的入路和手术方案的设计非常重要,常规的X线检查反映的是某一位置各层组织的重叠影像,不能准确显示埋伏牙与邻近组织的关系,而通过三维CT成像,可以直观准确地显示埋伏牙的位置、牙轴的方向及其与唇腭侧骨板和邻牙的关系,以及与重要解剖结构(如上颌窦,下颌神经管)的关系,从而为进一步的治疗设计或手术前入路的选择提供准确的信息[12]。

3.3.4　在颞下颌关节疾病中的应用　颞下颌关节病必须以X线检查确诊,常用的检查方法有平片、体层摄影、CT和MRI,一般认为CT显示颞下颌关节骨组织病变最好[13]。三维CT是诊断颞下颌关节强直最好的工具,因为颞下颌关节强直影响的不仅是髁状突、关节窝、下颌骨的发育,同样影响邻近颅底的结构如蝶骨、颞骨,常规X线不能清晰地显露,而三维CT能立体直观地显露病变的部位、范围以及与邻近组织的关系。傅开元等[14]对48例颞下颌骨关节病患者行三维CT扫描成像,以观察病变的骨质破坏情况,结果发现三维CT显示病变及其部位清晰,能明确显示病变的部位和多层面病变,认为三维CT有望成为颞下颌关节骨关节病判定病变程度、预后及药物治疗后效果的定量评价手段。

3.4　在口腔正畸中的应用

头颅定位片、曲面断层片、X线牙片等一直为口腔正畸的临床诊断、治疗设计与研究工作的重要手段,但常规X线片有变形、放大和影像重叠的缺陷,对解剖结构的定位和测量缺乏准确性。有学者通过CT扫描在计算机上建立了患者的颅颌面三维数字模型,清楚地显示了牙根与牙槽骨的位置关系,为临床上转矩的控制、间隙的关闭,以及扩弓提供了准确的客观依据,从而有助于治疗计划的制定、监控治疗过程中的变化、预测治疗结果[15]。Lucia等[16]对颌面部通过三维CT扫描和三维重建,发现三维CT扫描后重建的三维影像可以清晰地显示牙根的倾斜与扭转、微植体植入部位骨的厚度及结构、面部左右侧的对称关系,而且还可以评价软硬组织间的关系,从而对治疗结果及稳定性进行评价。

3.5　在口腔内科中的应用

X线牙片检查是口腔内科常规辅助检查方法,但牙片显示硬组织影像重叠较多,无法显示立体解剖学形态,且受拍摄角度的影响,临床上很难根据牙片进行准确测量及定位。有学者将三维CT应用于口腔内科治疗,认为三维CT对病变进行轴位扫描,重建出多平面的三维图像,从而可以立体直观地了解病灶的部位、范围、与邻牙的关系,了解根管和髓腔的状况及根充效果[17]。在1995年,Nielsen等[18]发现显微CT可以准确再现牙体的内部和外部结构而不破坏牙齿,近年来三维CT在牙体研究中的应用日趋成熟,如对釉质厚度的测定、髓腔形态特征的研究报道较多[19-21],显微CT在对根管的表面积、容积的计算,分析根管形态与牙根形态的关系,以及对不同根管预备器械的效果评价方面都显示了其精确度高、立体直观及对标本无破坏性的优势[22]。

4　结束语

三维CT重建图像可以立体、直观、清晰、全面地显示颌面部复杂的解剖结构,对牙齿与周围组织的关系及牙体内部外部结构能立体、全面、精确地展示出来,从而对指导临床治疗起了非常重要的作用。但三维CT的放射线剂量比常规X 线平片大,且费用相对较高,对口腔内的金属修复体产生伪影。

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(收稿日期:2008-07-04)

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