錐形束CT評(píng)價(jià)種植區(qū)牙槽骨骨密度的應(yīng)用研究

陶 桃 ，蔣 勇 ,2*

（1.安徽醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，安徽醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，安徽 合肥，230032；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院口腔科，安徽 合肥，230022）

如今，牙種植術(shù)是頜骨無(wú)牙區(qū)的一種可靠的治療選擇，成為重要的修復(fù)方式之一。初期穩(wěn)定性是影響種植存活率的重要因素之一，對(duì)骨結(jié)合也至關(guān)重要[1]。影響種植體初級(jí)穩(wěn)定性的幾個(gè)因素，包括與患者自身相關(guān)的（如骨質(zhì)量和骨數(shù)量）以及非患者相關(guān)因素（如植入物設(shè)計(jì)以及外科手術(shù)）等[2]。牙槽骨質(zhì)量評(píng)估主要通過(guò)骨密度測(cè)定，研究顯示，隨著骨密度的增加，種植區(qū)的初級(jí)穩(wěn)定性也隨之增加[1]。隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，術(shù)前放射學(xué)檢查可對(duì)植入前種植區(qū)的骨質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)骨密度，方便臨床醫(yī)生選擇合適的種植方案?？谇活M面錐形束CT（cone beam computer tomography，CBCT），它不僅提供頜面精確尺寸的三維掃描結(jié)構(gòu)和高辨率的3D圖像，而且輻射劑量和成本相對(duì)較低[3]。近來(lái)CBCT用于骨質(zhì)量評(píng)估的潛力已被建議，在CBCT圖像中，像骨頭和牙齒這樣的硬組織吸收了更多的X射線能量而呈現(xiàn)高密度影像，舌頭和牙齦等軟組織則呈現(xiàn)低密度影像。因此，CBCT可以使用不同的灰度值來(lái)定義形態(tài)學(xué)，并測(cè)量不同結(jié)構(gòu)的相對(duì)密度值[4]。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取安徽醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院 2018年 01月至 2019 年 4月130例種植修復(fù)患者作為研究對(duì)象,采集術(shù)前拍攝的CBCT影像學(xué)資料，其中男 63人 ,女 67人, 年齡 21～67 歲, 男女比例 1∶1.06 。納入標(biāo)準(zhǔn):①進(jìn)行種植牙列缺損患者；②種植區(qū)骨量適當(dāng)；③種植區(qū)拔牙大于3個(gè)月；④無(wú)骨質(zhì)疏松，頜骨大面積缺失或重大全身性疾病。

1.2 頜骨分區(qū)

根據(jù)種植缺失牙所在頜骨不同部位，分為上頜前牙區(qū)(13-23牙位)、上頜后牙區(qū)(17-14、24-27牙位)、下頜前牙區(qū)(43-33牙位)，下頜后牙區(qū)(47-44、34-37 牙位) 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。種植位點(diǎn)數(shù)為205個(gè)。

1.3 圖像獲取

安徽醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院放射科CBCT（合肥美亞光電股份有限公司，SS-X9010DPro-3DE）掃描機(jī)對(duì)患者上下頜骨掃描，數(shù)據(jù)尺寸480mmx480mmx320mm，體素大小0.26mm；射線管電壓：90kV；射線管電流：10mA；掃描時(shí)間：60s。所有患者由同一名放射科醫(yī)師在相同的參數(shù)下投照完成。得到的數(shù)據(jù)以 DICOM3.0的格式保存。

1.4 骨密度測(cè)量

將CBCT掃描的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minic分析軟件，自動(dòng)重建，生成三維圖像。軟件顯示水平面，冠狀面，矢狀面三個(gè)窗口。每一窗口中有十字交叉的兩條相互垂直觀察軸。測(cè)量方法：①在水平面窗口將觀察軸移動(dòng)至缺牙位置中心區(qū) ②在矢狀面窗口將觀察軸的水平線移動(dòng)至牙槽嵴頂，垂直軸位于兩鄰牙中線 ③利用軟件Measure density in rectangle命令在冠狀面進(jìn)行骨密度測(cè)量，在冠狀面中心位置，牙槽嵴頂下2mm，取一矩形，大小約3mm*9mm（面積18±0.5mm2）的感興趣區(qū)(region o f inte rest , ROI)。測(cè)骨密度用亨斯菲爾德單位（Hounsfieldunit，HU）表示，HU是CT中各組織與X線衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)值[5]，常規(guī)用于評(píng)估骨頭鈣化程度的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)[6]。骨密度測(cè)量工具在每個(gè)ROI顯示3個(gè)值（面積，平均值，標(biāo)準(zhǔn)差），我們僅考慮用于分析的平均密度值（見(jiàn)圖1）。所有種植區(qū)骨密度均由同一醫(yī)師按相同參數(shù)測(cè)量，且在一周后再次測(cè)量。最終由兩次測(cè)量結(jié)果均值代表最后種植區(qū)骨密度值。

圖1，測(cè)量種植區(qū)冠狀面平均骨密度值

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用方差分析、t檢驗(yàn)比較不同區(qū)域骨密度的差異，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 頜骨擬種植區(qū)骨密度比較

下頜前牙區(qū)（8 8 5.5 7±1 9 9.3 4）＞上頜前牙區(qū)（7 1 7.8 1±1 8 8.3 4）＞下頜后牙區(qū)（5 9 2.2 2±1 8 6.2 6）＞上頜后牙區(qū)（465.26±171.84）。四個(gè)區(qū)骨密度之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01，見(jiàn)表1）。

表1 不同頜骨種植區(qū)骨密度的比較

2.2 Norton和GambIe[7]根據(jù)LekhoIm和Zarb[8]

Ⅰ ～ Ⅳ頜骨質(zhì)量分類法，結(jié)合術(shù)前骨密度測(cè)量，得出不同骨質(zhì)分類下的骨小梁的密度值范圍，即Ⅰ類骨骨密度大于850 HU，Ⅱ/Ⅲ類骨為 500～850 HU，Ⅳ類骨為 0～500 HU。本文根據(jù)該文獻(xiàn)測(cè)量結(jié)果對(duì)不同種植區(qū)的骨質(zhì)進(jìn)行分類（見(jiàn)表2）。下頜前牙區(qū)多為Ⅰ類骨，占58.54%；上頜前牙區(qū)和下頜后牙區(qū)多為Ⅱ/Ⅲ類骨，分別占77.78%、58.06%；上頜后牙區(qū)多為四類骨，占59.65%。

2.3 同一種植區(qū)不同性別骨密度差異比較

四個(gè)種植區(qū)男性平均骨密度略高于女性，但男女骨密度之間差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見(jiàn)圖2）。

2.4 隨年齡段變化平均骨密度值縱向比較

上頜后牙區(qū)在30～39 歲階段平均骨密度值較高；上頜前牙區(qū)，下頜前牙區(qū)，下頜后牙區(qū)在40～49歲階段平均骨密度值較高（見(jiàn)圖3）。

表2，不同種植區(qū)骨質(zhì)分類結(jié)果

圖2 四個(gè)頜骨種植區(qū)不同性別平均骨密度值比較直方圖

圖3 四個(gè)頜骨種植區(qū)骨密度隨年齡變化折線圖

3 討 論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CBCT已廣泛應(yīng)用于臨床種植學(xué)。目前，研究人員重點(diǎn)是用CT準(zhǔn)確了解頜骨三維解剖結(jié)構(gòu)，定量評(píng)價(jià)牙槽骨骨量和骨質(zhì)量。骨量可用容納種植體的牙槽骨的尺寸反映，骨質(zhì)量是由牙槽骨骨小梁的密度來(lái)描述[9]。種植患者骨質(zhì)量和初級(jí)穩(wěn)定性在牙種植體的骨結(jié)合中起著重要作用，骨結(jié)合和隨后的修復(fù)都隨種植體部位的骨質(zhì)量而變化[10]。骨小梁骨密度是影響牙槽密度的重要因素，在一定程度上，骨小梁對(duì)種植體起到機(jī)械支撐作用[11]。

本研究使用CBCT結(jié)合Mimic軟件測(cè)量牙槽骨密度，在口腔頜骨不同部位骨密度大小差異明顯。下頜骨前牙區(qū)的平均骨密度較高，接著是上頜骨前牙區(qū)，下頜骨后牙區(qū)，以及上頜骨后牙區(qū)。這些差異其他觀察者也有類似報(bào)道， Norton MR[12]等學(xué)者使用全身螺旋CT掃描32例患者139個(gè)種植位點(diǎn)，下頜骨前牙區(qū)平均密度值970.0HU＞上頜前牙區(qū)696.1 HU＞下頜后牙區(qū)669.6HU＞上頜骨后牙區(qū)417.3，與本研究結(jié)果基本相符合。 Turkyilmaz[13]等學(xué)者使用CT對(duì)140例患者372個(gè)種植位點(diǎn)的骨密度進(jìn)行測(cè)量，得出下頜前牙區(qū)（927 HU）＞下頜后牙區(qū)（721 ）＞上頜前牙區(qū)（708HU）＞上頜后牙區(qū)（505HU）。該結(jié)果較本實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，可能與地區(qū)差異，包括種族，生活習(xí)慣不同有關(guān)，也可能是掃描和測(cè)量骨密度方法之間的差異。與上頜相比，下頜種植成功率高，可能與其骨密度偏高有關(guān)。研究表明[14]，兩個(gè)頜骨之間的骨密度值分布的差異，可能與下頜骨作為力的吸收單元和上頜骨作為力的分布單元有關(guān)。上下前牙區(qū)骨密度較大可能與這些區(qū)域牙齒的功能和解剖有關(guān)，由于它們?cè)谒毫押颓袛嗍澄锓矫娴淖饔茫@些牙齒必須能夠承受側(cè)向的移動(dòng)力，因此需要更大密度的骨質(zhì)支持。前磨牙和磨牙相對(duì)應(yīng)的骨密度可能較低，因?yàn)檫@些部位只是受到垂直咀嚼力的作用。

本研究中，男性骨小梁密度高于女性，但兩者之前沒(méi)有差異。一些研究發(fā)現(xiàn)了在特定解剖區(qū)域發(fā)現(xiàn)了相關(guān)性。例如，Kamigaki等[15]分析91名尸體頜骨發(fā)現(xiàn)在無(wú)牙頜和牙列缺損患者中男性患者的骨密度高于女性，但兩者之間無(wú)性別差異；在第一磨牙區(qū)男性骨密度顯著高于女性且存在性別差異。Di Stefano[14]研究2408例患者的頜骨密度差異，1305名女性和1103名男性，發(fā)現(xiàn)女性牙槽骨密度低于男性，而且存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。性別之間的差異考慮可能與男性咬合力更大有關(guān)，此外絕經(jīng)期女性雌激素的下降通常會(huì)導(dǎo)致牙槽骨吸收，尤其是在第一和第二磨牙之間更為明顯[16]。在本研究中觀察到的男性和女性患者之間的平均骨密度差異很小，考慮到患者的可變性高，后期可能需要擴(kuò)大樣本量再進(jìn)一步確定。

此外，本研究中不同種植區(qū)不同年齡段骨密度有波動(dòng)，但30～39歲，40～49歲高于其他年齡段。 Wakimoto等[17]使用CT評(píng)估了使用33例上頜前牙區(qū)種植位點(diǎn)的骨密度，沒(méi)有觀察到年輕（21～50歲）和年長(zhǎng)（51～74歲）患者之間存在顯著差異。說(shuō)明高齡患者在身體情況允許下也是可以進(jìn)行種植治療。對(duì)于年長(zhǎng)的患者種植前要更加完善頜骨質(zhì)量的評(píng)估，術(shù)后提醒患者要注意合理膳食營(yíng)養(yǎng)，加強(qiáng)鈣質(zhì)補(bǔ)充，進(jìn)行適量運(yùn)動(dòng)。隨我國(guó)人口老年化，骨質(zhì)疏松也越來(lái)越受到重視，牙槽骨密度也間接反映全身骨骼代謝情況。Shokri[18]等使用CBCT與雙能X射線吸收儀（DEXA）測(cè)定的骨密度之間比較分析，上頜骨不同部位的CBCT與DEXA結(jié)果存在很強(qiáng)的相關(guān)性，上頜結(jié)節(jié)處骨密度小于298HU有助于區(qū)分骨質(zhì)疏松癥患者與正常人。在臨床中如有極低密度患者，應(yīng)注意全身疾病和骨質(zhì)疏松的風(fēng)險(xiǎn)。

目前，大部分種植體治療使用Lek holm和Zarb[8]提出的骨質(zhì)量分類，依據(jù)密質(zhì)骨與松質(zhì)骨的含量比例及松質(zhì)骨的疏密程度，將頜骨分為四個(gè)級(jí)別，其中Ⅱ/Ⅲ類骨有利于種植。Misch[19]等學(xué)者指出可以根據(jù)術(shù)中臨床醫(yī)生對(duì)鉆骨過(guò)程的主觀性感覺(jué)進(jìn)行骨質(zhì)分類。Norton和Gamble[7]學(xué)者使用螺旋CT檢查并確定術(shù)前種植區(qū)骨小梁平均骨密度值，再結(jié)合術(shù)中鉆骨過(guò)程感覺(jué)，得出不同骨質(zhì)分類下的骨小梁的密度值范圍，以此幫助臨床醫(yī)生更靈活和準(zhǔn)確將骨質(zhì)進(jìn)行分類并為診斷提供預(yù)測(cè)。即骨密度值大于850 HU為Ⅰ類骨，植入過(guò)程中可能會(huì)有過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)，要注意手術(shù)區(qū)降溫；500～850 HU為Ⅱ/Ⅲ類骨，這是最有利于骨整合的骨質(zhì)類型；0～500 HU為Ⅳ類骨，這種類型的種植術(shù)需要更精細(xì)的外科手術(shù)。結(jié)合本研究結(jié)果，上頜后牙區(qū)骨密度最低，多為四類骨,因此術(shù)前的評(píng)估要更加慎重。為了達(dá)到理想的骨結(jié)合，術(shù)中可以考慮增加骨粉骨膜，并采用骨擠壓技術(shù)[20]，對(duì)周圍松質(zhì)骨產(chǎn)生側(cè)向壓力，使得松質(zhì)骨壓縮，骨質(zhì)密度增大，以進(jìn)一步增加種植體與骨組織接觸面積。

綜上所述，骨密度在大多數(shù)情況下，從一個(gè)牙齒位置到另一個(gè)牙齒位置有顯著的變化，并且在上下頜骨的分布有顯著的差異，不同種植修復(fù)的患者骨密度可能也存在很大的變化。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮種植術(shù)前的相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，治療計(jì)劃應(yīng)該是根據(jù)患者的實(shí)際情況定制。本研究只是評(píng)估了術(shù)前種植區(qū)骨密度，并沒(méi)有對(duì)不同骨質(zhì)區(qū)種植的術(shù)后療效進(jìn)行隨訪觀察，后期可進(jìn)一步研究骨密度與種植成功率的關(guān)系。必須強(qiáng)調(diào)的是這項(xiàng)研究?jī)H涉及骨小梁密度，但是，種植體的穩(wěn)定性還取決于皮質(zhì)骨的存在和厚度[21]。因此，進(jìn)一步探究皮質(zhì)骨厚度和骨密度是如何影響種植體的初期穩(wěn)定性，應(yīng)該成為未來(lái)研究的主題。