多層螺旋CT不同重建技術(shù)在口腔頜面正畸中的對比研究

張雅萍 ，趙振華 ，王伯胤 ，張國興 ，徐利軍 ，錢偉永

（1.浙江省紹興市人民醫(yī)院放射科，浙江 紹興 312000；2.紹興咸亨醫(yī)院口腔科，浙江 紹興 312000）

牙列紊亂、錯牙合畸形影響美觀和咀嚼功能，在臨床有越來越多的患者接受口腔頜面正畸治療。明確診斷出畸形的部位和機理并作出正確的治療設(shè)計是矯治取得成功的重要條件。目前正畸醫(yī)師對口腔頜面畸形的分析測量主要通過頭顱正側(cè)位片、口腔全景片等二維平面圖像進行，二維平面圖像存在著變形、放大、重疊等缺點，尤其對于一些顱面不對稱以及復(fù)雜的顱頜面畸形，二維平面圖像不能正確反映該類畸形的特征。MSCT強大的后處理功能，大大提高了正畸醫(yī)師對口腔頜面畸形的測量精確性，為正畸治療提供了更多的信息。本文回顧分析了30例口腔頜面正畸患者的MSCT圖像，探討MSCT不同重建技術(shù)在口腔頜面正畸中的臨床應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

收集本院2007年10月～2009年6月收治的30例口腔頜面正畸病例，入選條件如下：①安氏I/II/III類錯牙合畸形；②口內(nèi)無金屬充填體；③無頜骨、牙腫瘤，無頜骨骨折。其中男17例，女13例，年齡11～19歲，平均15.26歲。

1.2 方法

使用16排螺旋 CT（GE Bright speed，美國）行螺旋容積掃描，患者取仰臥位，聽眶線垂直，讓患者輕張口，咬合約10mm厚度的紗布卷，避免上下牙咬合重疊。頭先進床,掃描范圍從蝶鞍上緣至頦部。掃描層厚1.25mm，層間隔1.25mm，螺距 0.938∶1，電流為 160mA，電壓為 120kV，探測器排數(shù)：16，床速9.37mm/rot。掃描結(jié)束后立刻行1.25mm層厚重建，再將重建圖像傳至螺旋CT圖像后處理工作站 （GE Advantage Workstation處理工作站，軟件版本AW 4.3－07）進行圖像后處理。重建方法為：最大密度投影（MIP）、表面遮蓋法（SSD）、容積重建（VR）和多平面重建（MPR）。SSD及VR成像需選擇合適閾值，并根據(jù)需要變換不同方向、不同角度旋轉(zhuǎn)切割，以盡可能顯示病變?nèi)病?/p>

圖像分析：由三位高年資放射科醫(yī)生對所獲取的三維圖像進行獨立和雙盲分析，每位觀察者對每位病人的不同三維圖像進行評價打分，在有差異的病例通過探討達成一致。

評價三維圖像的顯示圖像質(zhì)量（清晰度、銳利度、細節(jié)顯示）分三個等級。優(yōu)：清晰滿意的口腔牙頜面輪廓，明確銳利的結(jié)構(gòu)及細節(jié)顯示，圖像質(zhì)量對正畸前的正確評價有足夠信心；良：解剖位置顯示滿意，由于偽影、重疊或細節(jié)顯示方面的不足對有自信的診斷有影響；差：清晰度、銳利度差，由于移位和人工偽影使口腔頜面解剖位置顯示不清。

圖像的偽影抑制被分為3個等級。優(yōu)：無或很小的噪聲和偽影；良：輕到中度的噪聲和偽影不足以影響圖像質(zhì)量；差：噪聲導(dǎo)致圖像轉(zhuǎn)換損害。

統(tǒng)計方法：使用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件，對多種不同三維重建技術(shù)（MIP、SSD、VR）的評價數(shù)據(jù)進行 χ2檢驗。

2 結(jié)果

本組30例患者，安氏I類錯牙合畸形7例，II類21例，III類2例。其中合并埋伏牙17例，牙裂不齊8例，前牙深覆牙合2例，輕度顏面不對稱1例。全部病例均行SSD、MIP、VR、MPR重建。VR、SSD三維立體形態(tài)顯示良好，頜面部的整體輪廓、形態(tài)、牙齒的形態(tài)、排列一目了然。利用VR能清晰分類全部30例安氏I、II、III類錯牙合畸形，在本組21例安氏II類畸形中，區(qū)分牙源性錯牙合18例，骨源性錯牙合3例。在1例輕度顏面不對稱患者，用VR重建法測得下頜骨左升支長度70mm，右升支長度67mm。SSD圖像較直觀，但不如VR，且本組3例出現(xiàn)牙體表面局部信息丟失。MIP觀察牙齒全貌與頜骨的關(guān)系效果理想。MPR顯示埋伏牙17例，多生牙1例，顯示率100%；觀察牙齒根尖部與牙槽骨的局部關(guān)系顯示清晰。

本組30例口腔頜面正畸患者，不同三維重建方法圖像的清晰度、銳利度、細節(jié)顯示、偽影等指標的評價結(jié)果見表1～4。

SSD、MIP、VR 3種三維重建方法圖像的清晰度、銳利度、細節(jié)顯示、偽影等方面統(tǒng)計學(xué)上無顯著性差異（P>0.05），都可用于口腔頜面正畸中，但相對而言，VR重建方法在立體顯示等方面優(yōu)于SSD法及MIP法，MPR在牙齒的軸位、冠狀位、矢狀位重建，在顯示解剖細節(jié)上具有優(yōu)勢，筆者認為在口腔頜面正畸的三維CT檢查中，VR結(jié)合MPR對畸形的診斷、數(shù)據(jù)的測量最佳。

表1 不同三維重建方法圖像的清晰度

表2 不同三維重建方法圖像的銳利度

表3 不同三維重建方法圖像的細節(jié)顯示

表4 不同三維重建方法圖像的偽影抑制

3 討論

牙齒正畸前，除需要對牙齒位置、牙列、牙弓進行觀察以外,還需要觀察有無埋伏牙并對口腔頜面部相關(guān)參數(shù)進行測量。以往牙齒正畸前采用頭顱正側(cè)位X線片來定位、觀察，影像相互重疊,提供的信息有限。曲面斷層的出現(xiàn)在牙齒正畸前成為常規(guī)檢查，將普通X線正位片取代，但是曲面斷層是將頜骨展開形成二維的平面圖像，又因有變形、放大、重疊等缺點，對于牙齒正畸醫(yī)生在治療方案設(shè)計和處理上仍存在困難。

多層螺旋CT掃描并三維重建，可以建立牙齒、頜骨立體形態(tài)圖像，影像清晰，真實立體，可允許選擇各種觀察的角度，如旋轉(zhuǎn)、正面觀、側(cè)面觀、上面觀和底面觀、任意斜面、任意曲面等，它還允許三維圖像的切割，改變光線的投照角度等，使三維圖像顯示最佳[1]。螺旋CT三維重建技術(shù)能提供更多的從X線片及二維CT掃描無法提供的更直接、更確切、更有價值的信息[2-3]，可以清楚顯示牙齒相互之間的立體關(guān)系，并且可從不同角度完整顯示單顆牙齒的形態(tài)和各顆牙齒所在位置、傾斜角度及各牙之間的距離和牙列整體形態(tài)，明確了牙齒與頜骨的關(guān)系，可以更生動、直觀地顯示牙列畸形，進行三維立體測量，有利于正畸方案的制定，提高正畸效果，特別在對埋伏牙的診治中具有明顯優(yōu)勢[4-5]。螺旋CT三維成像技術(shù)可以立體展示骨內(nèi)埋伏牙的形態(tài)、位置及其與鄰牙的空間距離，對于骨內(nèi)阻生牙、多生牙的數(shù)目、大小、形態(tài)顯示準確。并可觀察埋伏牙位于牙列的唇側(cè)還是腭側(cè)以及其與相鄰恒牙胚和牙根的距離或嵌入關(guān)系，便于術(shù)前準確設(shè)計。對于埋伏牙正畸前的正確診斷將會獲得更完美的治療方案，并能得到更好的治療效果。MSCT在口腔頜面正畸中常用的重建方法有 MIP、SSD、VR及 MPR。

MIP圖像是通過計算原始圖像中密度最大的像素，然后運用透視法將這些密度最大的像素投影到一個平面上而形成的重建圖像，立體感強，主要優(yōu)點是可真實地反映組織的密度差異。有學(xué)者認為，MIP能顯示牙齒全貌與頜骨關(guān)系，對牙齒的縱向排列尤其是各牙根部之間關(guān)系、牙長軸傾斜情況、埋伏牙的數(shù)目、形態(tài)位置與鄰牙關(guān)系等顯示效果很好[6]。本組17例埋伏牙患者，利用MIP圖像清晰顯示全部埋伏牙數(shù)目39顆，顯示率100%。8例牙裂不齊，清晰顯示其牙根部結(jié)構(gòu)與鄰牙之間的關(guān)系。缺點是：在相鄰物體的距離或密度差異較小時，影像會出現(xiàn)重疊,如牙裂不齊患者牙冠部重疊，需要通過旋轉(zhuǎn)角度來顯示。

SSD是被掃描物體表面像素的數(shù)字模擬成像，根據(jù)閾值表現(xiàn)“有”或“無”的概念，閾值以上的相鄰像素連接而重建圖像，閾值以下的像素不能重建無法顯示[7]。其顯示的是成像目標的表面。根據(jù)牙體組織的CT值選擇合適閾值后，將低于該閾值的頜骨、軟組織作透明處理，只保留牙體影像，可獲得重建的牙體立體表面圖像。優(yōu)點是圖像立體感強，口腔頜面解剖關(guān)系再現(xiàn)逼真，可多方位、多角度觀察，三維圖像直觀。SSD圖像對本組30例錯牙合畸形能全部準確分型，在本組2例前牙深覆牙合顯示清晰。缺點是需選擇合適的閾值，閾值太高或太低都可能無法清晰顯示牙體組織及頜骨，本組其中3例出現(xiàn)牙體表面局部信息丟失，出現(xiàn)“假孔征”。缺乏透明效果，相鄰牙齒重疊較多時觀察欠清。本組其中5例牙裂不齊重疊較多，無法清晰顯示。

VR顯示技術(shù)是對容積內(nèi)不同象素施加不同的透明度，利用透明技術(shù)在顯示牙齒及頜骨表面的同時得到內(nèi)部的信息，從而實現(xiàn)三維顯示效果，是最真實的三維圖像。由于其容積資料完整不丟失，所以不僅能得到表面的信息，更能提供深部細節(jié)，對比度好，層次清晰，可以任意角度旋轉(zhuǎn)、切割[8]，多方位立體直觀地觀察口腔頜面的整體及細節(jié)。本組安氏I類錯牙合畸形7例，II類21例，III類2例，均能利用各個角度的VR圖像準確分型；在本組21例安氏II類畸形中，還能清晰區(qū)分牙源性錯牙合18例，骨源性錯牙合3例。在1例輕度顏面不對稱患者，用VR重建法測得下頜骨左右升支長度的差異3mm。但VR對本組17例埋伏牙顯示不清。對8例牙裂不齊亦只能觀察牙體表面，對牙根部結(jié)構(gòu)無法顯示。

MPR重建技術(shù)是在原始橫軸位圖像上按需要任意劃線，將該線橫斷面上的二維體積元重組而獲得的二維重建圖像，可以在冠狀面、矢狀面、斜面觀察病變。MPR可從各個方向清楚地顯示埋伏牙在頜骨內(nèi)的確切位置及與鄰牙的毗鄰解剖關(guān)系，可觀察埋伏牙的生長方向[5]。有文獻指出，MPR對根尖骨質(zhì)、根尖與牙槽骨的局部關(guān)系顯示更清晰[6]。本組17例埋伏牙均能清晰顯示，在2例前牙深覆牙合，清楚顯示了牙齒與上下頜骨的細微結(jié)構(gòu)，是對三維重建圖像的很好補充。但MPR仍屬二維影像，所顯示的圖像不連續(xù)、不完整，還需結(jié)合SSD、VR、MIP等三維立體影像。

本組30例口腔頜面正畸病例均用SSD、MIP、VR 3種三維重建方法進行重建，結(jié)合MPR顯示局部結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：在圖像的清晰度、銳利度、細節(jié)顯示、偽影等方面，統(tǒng)計學(xué)上3種重建方法無顯著性差異（P>0.05），都可用于口腔頜面正畸中，但相對而言，VR重建方法在立體顯示等方面優(yōu)于SSD法及MIP法，MPR在牙齒的軸位、冠狀位、矢狀位重建，在顯示解剖細節(jié)上具有優(yōu)勢。三維圖像可從不同角度顯示頜骨表面的形態(tài)、骨質(zhì)結(jié)構(gòu)、密度及上下牙咬合情況，可顯示牙列及單個牙體的表面形態(tài)，各牙所在位置、傾斜角度及各牙之間的距離及牙列的整體形態(tài)和牙根的走行方向。MPR圖像可確定頜骨種植區(qū)域，精確測量牙槽骨、牙齒的高度寬度等。筆者認為在口腔頜面正畸的三維CT檢查中，先應(yīng)用VR三維圖像進行立體觀察，再結(jié)合MPR二維層面上的細致分析，對畸形的診斷、數(shù)據(jù)的測量效果最佳。

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