螺旋CT結(jié)合Mimics軟件對頦管可視化和測量的研究

鄧文正等

[摘要]目的：本研究旨在利用螺旋CT檢查數(shù)據(jù)，經(jīng)過Mimics軟件處理后觀察和測量頦管的解剖解剖結(jié)構(gòu)，以減少頦管區(qū)種植手術(shù)的損傷。方法：先把螺旋CT數(shù)據(jù)以DICOM 3.0格式保存，接著導(dǎo)入Mimics軟件，在螺旋CT的二級重建圖像上，進(jìn)行觀察和測量。結(jié)果：頦孔前3mm冠狀面的測量項(xiàng)目（管下緣距、頦管橫徑、縱徑、管嵴距，管舌和管頰距），左右對比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；女性比男性?。≒<0.05）；對下頜骨頦管區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)可以在可視化三維數(shù)字模型上進(jìn)行多方位對測量和綜合評價(jià)。結(jié)論：螺旋CT與Mimics軟件結(jié)合，可以對頦管區(qū)種植術(shù)前進(jìn)行準(zhǔn)確的確測量，并且可以建立可視化的三維模型。

[關(guān)鍵詞]螺旋CT；Mimics軟件；頦管；口腔種植；三維可視化

[中圖分類號]R782.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-6455（2014）14-1185-03

Mental canat measurement and visualization before tmplantation by spiral CT combined with mimics software

DENG Wen-zheng1，ZHOU Nuo2，QIN Qiu3，CAI Yong-lin4，YANG Ting-qing1，QIU Wei-fang1，LI Dong-jian1，LU Hui1

（1.Department of Stomatology，Wuzhou Red Cross Hospital，Wuzhou 543002，Guangxi，China；2.College of Stomatology，Guangxi Medical University；3.Department of Medical Imaging， Wuzhou Red Cross Hospital；4.Department of Medical Laboratory，Wuzhou Red Cross Hospital）

Abstract： Objective To observe the anatomical characteristics of mental canal area and analysis the data by Mimics software， in order to prompt the injured risks to anatomical structure by dental implantation in this area. Methods The CT digital imaging data were saved as DICOM 3.0files，transformed to two-grade reconstructed images of，and then measured by the Mimics software. Results Regarding the diameter and longitudinal diameter of the mental foramen，the horizontal distance of mental canal，the canal-crest distance， canal-inferior distance，canal-lingual distance，canal-buccal distance，the diameter and longitudinal diameter of the mental canal in the two coronal plane， which were 3mm away from the mental foramen，there were no statistically significant differences between left and right in the same gender.However，there were statistically significant differences（P<0.05） about comparisons in different gender.data，which were converted into a visual 3D digital models by mimics softwares，could provided sufficient information， measure and given comprehensive evaluation about the anatomic structureof mandibular mental canal. Conclusion Combined with Mimics software， Spiral CT affords the precise measurement before the dental implantation in mental canal area，and establishes visual 3D model. It provides assistances for the doctor-patient communication，diagnosis， treatment and curative effect evaluation on dental implant.

Key words：mimics software；mental canat area；dental implant；visual model

在頦管區(qū)進(jìn)行種植牙手術(shù)時(shí)，由于術(shù)前評估不足，可能損傷頦神經(jīng)血管束，并影響種植牙的成功率[1]。因此各種影像學(xué)檢查方法應(yīng)運(yùn)而生，與傳統(tǒng)口腔放射學(xué)檢查對比，螺旋CT具有諸多優(yōu)點(diǎn)[2]，但仍然有一個(gè)問題亟待解決，那就是如何進(jìn)一步地利用獲得的螺旋CT檢查數(shù)據(jù)，進(jìn)行種植手術(shù)前的診斷以及設(shè)計(jì)手術(shù)方案。本研究嘗試將螺旋CT，與能溝通三維工程設(shè)計(jì)的Mimics軟件有機(jī)結(jié)合在一起[3]，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，為頦管區(qū)種植手術(shù)前，提供精確測量和可視化設(shè)計(jì)，以此減少損傷頦管區(qū)重要組織的幾率。

1 資料和方法

1.1一般資料：2011年12月～2014年1月梧州市紅十字會醫(yī)院下頜骨螺旋CT檢查資料，共60例（男30例，女30例），年齡20～34歲，均知情同意，并通過醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會審核。納入條件：下頜骨、下頜前區(qū)無嚴(yán)重病變，無手術(shù)后等干擾組織成像因素。

1.2 方法：螺旋CT（西門子，德國）工作條件為：120KV、35-85mAs、0.6mm。螺旋CT數(shù)據(jù)保存格式為DICOM 3.0，觀察測量軟件為Mimics軟件（Materi alise，比利時(shí)）。測量項(xiàng)目：在頦孔前3mm的冠狀面測量頦管水平距、管嵴距、管下緣距、管頰舌距等指標(biāo)。觀察項(xiàng)目：重建下頜骨三維模型，可視化下頜骨頦管區(qū)，顯現(xiàn)頦管及其周圍解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件為SPSS 13.0，計(jì)量資料組間比較，采用t檢驗(yàn)，P<0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1各項(xiàng)指標(biāo)測量結(jié)果：頦孔前3mm冠狀面的測量指標(biāo)，左右比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（見表1）；兩性別間對比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.2下頜骨頦管區(qū)的可視化模型：先把螺旋CT數(shù)據(jù)以DICOM 3.0格式保存，然后導(dǎo)入Mimics軟件，接著構(gòu)建出頦管區(qū)的三維可視化數(shù)字模型，對下頜骨模型進(jìn)行從任意角度的旋轉(zhuǎn)、切割，整體或局部三維顯示（如圖1）；將下頜骨三維模型透明化，顯示出頦管的位置、形態(tài)和走行，頦管與下頜牙、各個(gè)骨壁之間的距離；下頜神經(jīng)管一分為二，其一為同向前行的切牙神經(jīng)管，其二為向后、上、外出頦孔口的頦管（如圖2）。

3 討論

學(xué)者們研究發(fā)現(xiàn)頦管的直徑為1.68～2.60mm[4]。本研究顯示，頦管大小在0.95～4.14mm，男性大于女性（P<0.05），左右之間沒有差異（P<0.05）。關(guān)于頦管的大小，個(gè)體間差異性很大，此外，下頜骨頦管區(qū)解剖結(jié)構(gòu)的精細(xì)復(fù)雜，有此種種因素，種植術(shù)極易損傷該區(qū)的神經(jīng)血管。因此，為了降低頦管區(qū)種植手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該常規(guī)進(jìn)行螺旋CT等影像學(xué)的檢查。

可視化人體計(jì)劃，首先由美國國家醫(yī)學(xué)圖書館于1989年提出后，在該領(lǐng)域?qū)W者們不懈地進(jìn)行相應(yīng)的研究。張宇[5]采用二維圖像處理軟件和三維重建軟件進(jìn)行下頜骨模型重建，但是其重建結(jié)構(gòu)不完整，重建的質(zhì)量與醫(yī)療要求等相差較遠(yuǎn)遠(yuǎn)。大家知道成功地制訂口腔種植手術(shù)的重要因素之一，就是擁有準(zhǔn)確可靠的影像學(xué)資料支持[6-7]，尤其是頦管區(qū)域等特殊部位的種植手術(shù)計(jì)劃[8-11]。為了適應(yīng)現(xiàn)代口腔種植學(xué)的發(fā)展要求，我們在取得了高質(zhì)量影像資料的基礎(chǔ)上，統(tǒng)分利用醫(yī)學(xué)影像分析軟件Mimics，尋求一種準(zhǔn)確而又快捷的方法，以實(shí)現(xiàn)頦管區(qū)域完全可視化。Mimics是交互式的醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)，該軟件能輸入各種掃描的數(shù)據(jù)（CT、MRI），構(gòu)建三維模型，輸出有限元分析（FEA）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、以及快速成型（RP）等格式。構(gòu)建可視化數(shù)字三維模型，是Mimics軟件的另外一個(gè)重要強(qiáng)項(xiàng)。最佳的手術(shù)方案可以在其模型上進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后種植手術(shù)導(dǎo)板通過快速成型技術(shù)制造，種植體理想位置便被精確地轉(zhuǎn)移到患者的頜骨內(nèi)，因此保證了種植修復(fù)的順利進(jìn)行。

本研究將多層螺旋CT數(shù)據(jù)，結(jié)合到能溝通三維工程的Mimics軟件，這樣更精確的測量手段應(yīng)用到頦管區(qū)的研究。在二維平面上我們進(jìn)行了頦管水平距、管嵴距、管下緣距、管頰舌距等指標(biāo)的測量，并且進(jìn)行男女間以及左右間的比較，接著進(jìn)行三維重建和可視化研究。綜合有效的評價(jià)只有通過多方位對頦管區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測得到?？梢暬S數(shù)字模型通過將螺旋CT信息轉(zhuǎn)化成而得，下頜骨任意平面結(jié)構(gòu)以及骨質(zhì)情況可進(jìn)行充分顯示，通過對有特色對象的分離，對模型進(jìn)行符合條件的分割，得到相關(guān)解剖部位，任意的距離和角度均可以進(jìn)行測量。頦管的位置、走行及形態(tài)，及其與周圍結(jié)構(gòu)的三維空間關(guān)系，均可以在透明化后的下頜骨得到清晰顯示。在頦孔區(qū)，下頜神經(jīng)管一分為二，其一為同向前行的切牙神經(jīng)管，其二為向后、上、外出頦孔口的頦管。

可視化三維數(shù)字模型的應(yīng)用，結(jié)合精確的二維平面測量，為頦孔區(qū)種植方案提供準(zhǔn)確的術(shù)前參考?？谇环N植醫(yī)師可以制定出更加符合實(shí)際的手術(shù)方案，為種植牙手術(shù)減少風(fēng)險(xiǎn)。

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[收稿日期]2014-04-18 [修回日期]2014-05-29

編輯/何志斌