錐形束CT三維頭影測(cè)量參考坐標(biāo)系的研究進(jìn)展

施丹妮 楊鑫 吳建勇

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院口腔科 上海 200092

自1931年有學(xué)者發(fā)明頭顱定位側(cè)位片拍攝技術(shù)并提出用頭影測(cè)量分析來(lái)指導(dǎo)正畸治療以來(lái)，頭影測(cè)量一直作為正畸醫(yī)生顱面部生長(zhǎng)發(fā)育分析、畸形診斷、治療方案設(shè)計(jì)、矯治前后變化評(píng)估以及輔助顱頜面手術(shù)的重要工具。但二維X線(xiàn)頭顱側(cè)位片存在影像不規(guī)則放大、失真扭曲、組織結(jié)構(gòu)重疊等問(wèn)題，影響測(cè)量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。為解決這些問(wèn)題，Grayson等[1]于1983年通過(guò)整合頭顱正位片及側(cè)位片，提出了三維頭影測(cè)量分析的概念，而這種分析方式基于二維影像，并不能完整提供患者的顱面部三維信息。1998年，錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）正式進(jìn)入口腔領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了顱頜面部三維結(jié)構(gòu)的精確重建，大量學(xué)者開(kāi)始研究基于CBCT影像的三維頭影測(cè)量分析。

想要建立完善的三維頭影測(cè)量分析系統(tǒng)，需要將顱頜面立體結(jié)構(gòu)置于三維參考坐標(biāo)系中，從而將標(biāo)志點(diǎn)定位數(shù)字化、規(guī)范化、并進(jìn)一步將數(shù)據(jù)公式化。

理想的頭影測(cè)量參考坐標(biāo)系要滿(mǎn)足可靠性高、個(gè)體內(nèi)重復(fù)性高、個(gè)體間差異小、簡(jiǎn)便易操作這4項(xiàng)基本要求。根據(jù)參考坐標(biāo)系的建立目的將其分為包含整個(gè)顱面部的整體參考坐標(biāo)系，以及針對(duì)不同面部單位（如上頜、下頜、頦部等）的局部參考坐標(biāo)系，為三維參考坐標(biāo)系的建立提供指導(dǎo)。

隨著三維分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量臨床研究涉及到了三維頭影測(cè)量參考坐標(biāo)系的建立，但仍未制定出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而阻礙了不同研究之間的橫向比較。

本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外CBCT三維頭影測(cè)量中參考坐標(biāo)系建立的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，分別討論整體及局部參考坐標(biāo)系在三維頭影測(cè)量中的定義、建立方法、特點(diǎn)及應(yīng)用。為建立標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的三維參考坐標(biāo)系提供依據(jù)，以期推動(dòng)三維頭影測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)化的研究進(jìn)展。

1 整體參考坐標(biāo)系

整體參考坐標(biāo)系由互相垂直的矢狀面、水平面（軸面）及冠狀面組成，分別將頭部分為左右、上下、前后兩部分。目前，構(gòu)建整體參考坐標(biāo)系的方式主要有自然頭位法和解剖標(biāo)記點(diǎn)法，其中，自然頭位法需要用到特殊設(shè)備且操作復(fù)雜，因此，臨床中解剖標(biāo)記點(diǎn)法構(gòu)建三維參考坐標(biāo)系應(yīng)用更為廣泛。

1.1 自然頭位法

1.1.1 自然頭位的獲取方式 自然頭位即個(gè)體放松平視前方時(shí)頭部的生理位置，反映了自然狀態(tài)下頭面部的真實(shí)情況，具有良好穩(wěn)定性和可重復(fù)性[2-4]，是公認(rèn)的評(píng)價(jià)面部容貌的最佳參照基準(zhǔn)[5]。

自然頭位的獲取方式分記錄自然頭位法，即被個(gè)體在自然放松狀態(tài)下自我調(diào)節(jié)擺出的頭位；以及評(píng)價(jià)自然頭位法，即醫(yī)生通過(guò)主觀(guān)認(rèn)識(shí)調(diào)節(jié)個(gè)體的頭位，但由于受醫(yī)生主觀(guān)經(jīng)驗(yàn)的影響較大，相關(guān)研究較少[6]。

由于在拍攝CBCT的過(guò)程中需要使用頭部固定裝置，此時(shí)的頭位并非自然頭位[7]。因此，有研究者提出將記錄自然頭位與評(píng)價(jià)自然頭位相結(jié)合，將CBCT影像中的頭位校正為自然頭位，主要方式有數(shù)字化定位傳感器、激光水準(zhǔn)儀法以及三維立體攝影技術(shù)。

數(shù)字化定位傳感器裝置能記錄俯仰、橫滾、側(cè)偏角的變化，可用于校正患者CBCT拍攝時(shí)的頭位。有學(xué)者[8-9]證實(shí)，數(shù)字化定位傳感器的應(yīng)用可極大提高獲得自然頭位的可重復(fù)性。但頭戴式傳感器的自重會(huì)影響自然頭位準(zhǔn)確性，而置于口內(nèi)的設(shè)備則阻擋了上下唇圖像的獲取，影響圖像的配準(zhǔn)。

激光水準(zhǔn)儀[10]以紅外線(xiàn)光束投射于患者面部作參考線(xiàn)，再以標(biāo)記點(diǎn)貼于面部標(biāo)記與參考線(xiàn)重合，從而建立三維參考坐標(biāo)系，但標(biāo)記面部軟組織可能導(dǎo)致頭部輕微的偏移，且軟組織的可動(dòng)性會(huì)影響參考坐標(biāo)系的建立，同時(shí)，標(biāo)記與照相步驟分離導(dǎo)致操作時(shí)間長(zhǎng)，影響其準(zhǔn)確性和操作便捷性。

Lam等[11]通過(guò)三維立體攝影技術(shù)拍攝參考板建立坐標(biāo)系校正軟件中的頭位網(wǎng)狀模型，無(wú)需頭戴設(shè)備也不用在面部標(biāo)記參考點(diǎn)。該方法為目前精確度最高的自然頭位記錄方法，但該方法需要增加面部掃描與三維數(shù)據(jù)融合配準(zhǔn)過(guò)程，臨床實(shí)用性較差。

1.1.2 自然頭位下參考坐標(biāo)系的建立 校正自然頭位后，平行于真性水平面作橫斷面，將顱面部分為上下兩部分，其中真性水平面與鉛垂線(xiàn)垂直同時(shí)與地平面平行，理論上是一個(gè)恒定不變的平面，不受顱面部生長(zhǎng)發(fā)育的影響；過(guò)面中線(xiàn)垂直于橫斷面，作正中矢狀面；同時(shí)垂直于矢狀面和橫斷面作冠狀面，從而獲得在自然頭位下的整體參考坐標(biāo)系。

1.1.3 自然頭位法特點(diǎn)及應(yīng)用 Vinchon等[12]將參考平面分為內(nèi)在參考平面和外在參考平面，內(nèi)在參考平面由顱面部骨性標(biāo)志點(diǎn)構(gòu)建，外在參考平面則通過(guò)頭位、視軸等定義。自然頭位建立的參考坐標(biāo)系均由外在參考平面構(gòu)成，優(yōu)勢(shì)在于不受面部不對(duì)稱(chēng)或結(jié)構(gòu)畸形的影響，且不存在定點(diǎn)誤差[13]。

該方法的局限性在于無(wú)法應(yīng)用于斜頸、神經(jīng)肌肉失調(diào)等難以找到自然頭位的患者。此外，Madsen等[14]驗(yàn)證自然頭位的組內(nèi)重復(fù)性，證實(shí)其組內(nèi)偏倚小于2°，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但上述研究只檢驗(yàn)了俯仰角的可重復(fù)性，未提及橫滾角和側(cè)偏角的可重復(fù)性[15]，其三維方向上的可重復(fù)性及準(zhǔn)確性需要研究者在大樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上，自然頭位法建立的參考坐標(biāo)系適用于受頭位影響較大的測(cè)量指標(biāo)以及面部嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)或畸形的研究對(duì)象，如上氣道容積、橫截面積、形態(tài)、走向的測(cè)量[16]，舌骨位置的形態(tài)特征分析，顱頜面手術(shù)的輔助分析等。

1.2 解剖標(biāo)記點(diǎn)法

1.2.1 解剖標(biāo)記點(diǎn)法定義 解剖標(biāo)記點(diǎn)法即利用顱頜面部標(biāo)志點(diǎn)對(duì)參考平面進(jìn)行定義，其構(gòu)建的平面均為內(nèi)在參考平面[12]，且大部分由二維頭影測(cè)量引申而來(lái)，優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需限制受試者頭位，且長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用于臨床，具備正常參考值。

該方法的局限性在于以下2點(diǎn)。首先，二維影像中建立的平面在三維影像中難以定義，如眶耳（Frankfort，F(xiàn)H）平面4點(diǎn)不共面問(wèn)題，影響其準(zhǔn)確性。其次，當(dāng)存在面部不對(duì)稱(chēng)或畸形的時(shí)候，參考平面會(huì)產(chǎn)生扭曲。

1.2.2 解剖標(biāo)記點(diǎn)法建立參考坐標(biāo)系 解剖標(biāo)記點(diǎn)法建立三維參考坐標(biāo)系，需要通過(guò)定位解剖參考標(biāo)記點(diǎn)來(lái)定義3個(gè)參考平面，即水平面（軸面）、正中矢狀面、冠狀面。其中，冠狀面通常通過(guò)同時(shí)垂直于與正中矢狀面和水平面獲得。因此，水平參考平面和正中矢狀參考平面的確定至關(guān)重要。

水平參考平面的確定：多采用FH平面或者與之平行的平面。FH平面由眶下點(diǎn)和耳點(diǎn)構(gòu)成，其與地面平行時(shí)的頭部位置曾被認(rèn)為與自然頭位一致。但研究[17]證實(shí)，F(xiàn)H平面與地面平行時(shí)的頭位并非自然頭位。由于FH平面在二維頭影測(cè)量中一直作為頭顱定位的標(biāo)準(zhǔn)參考平面，目前三維頭影測(cè)量中的水平參考平面大多仍采用FH平面。

三維影像可以同時(shí)對(duì)4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行定位，但由于人體普遍存在不對(duì)稱(chēng)性，這2對(duì)標(biāo)志點(diǎn)常缺乏共面性。Oh等[18]比較雙側(cè)眶下點(diǎn)和耳點(diǎn)隨機(jī)三點(diǎn)所構(gòu)成的4種FH平面與傳統(tǒng)二維影像FH平面的一致性，發(fā)現(xiàn)4種三維影像與二維影像的FH平面無(wú)明顯差異，但考慮到眶點(diǎn)定點(diǎn)容易、可靠性高，耳點(diǎn)定點(diǎn)重復(fù)性較差。

學(xué)者們[19]認(rèn)為三維影像中FH平面定義可使用2個(gè)眶點(diǎn)和1個(gè)耳點(diǎn)。若患者面部存在明顯偏斜（如單側(cè)顱縫早閉的患者），三點(diǎn)定義FH平面則存在明顯偏差。對(duì)此，Pittayapat等[20]提出利用雙側(cè)耳點(diǎn)的中點(diǎn)與雙側(cè)眶下點(diǎn)構(gòu)建FH平面，以及最佳擬合四點(diǎn)構(gòu)建FH平面的方法，但應(yīng)用于面部偏斜患者時(shí)準(zhǔn)確性均不可靠。有學(xué)者[21]建議將外側(cè)骨半規(guī)管平面作為水平參考面，因該平面與重力有著恒定關(guān)系，相比于FH平面，其受面部不對(duì)稱(chēng)、畸形的影響較小[22]。但外側(cè)半規(guī)管難以準(zhǔn)確定位，且應(yīng)用于嚴(yán)重畸形患者仍存在誤差，故目前應(yīng)用較少。

正中矢狀參考平面的建立：由解剖標(biāo)志點(diǎn)確定正中矢狀參考平面的方法主要有3種。一是先構(gòu)建水平軸面，再選擇2個(gè)正中標(biāo)志點(diǎn)的連線(xiàn)作垂直于水平軸面的正中矢狀面，該方法需定位的點(diǎn)較多，定點(diǎn)誤差較大，且由于只選擇2個(gè)正中標(biāo)志點(diǎn)，微小的定點(diǎn)誤差就很容易造成正中矢狀面的偏移。二是選擇顱面部對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)（如左右側(cè)眶下點(diǎn)、左右側(cè)顴弓最突點(diǎn)）的中點(diǎn)作為正中矢狀參考標(biāo)記點(diǎn)，但面部不對(duì)稱(chēng)將導(dǎo)致這些標(biāo)記點(diǎn)偏離正中矢狀面，此類(lèi)標(biāo)記點(diǎn)常與正中矢狀面結(jié)合評(píng)估面部不對(duì)稱(chēng)性。三是利用三維空間中三點(diǎn)確定一個(gè)平面的方法直接建立正中矢狀面，此方法準(zhǔn)確性最高，其關(guān)鍵在于找到構(gòu)成正中矢狀面準(zhǔn)確性最高的3個(gè)參考標(biāo)記點(diǎn)。

關(guān)于參考標(biāo)志點(diǎn)的選擇，研究[23]發(fā)現(xiàn)，顏面不對(duì)稱(chēng)患者的面上2/3發(fā)育基本正常，變化主要在面下1/3，即上頜標(biāo)記點(diǎn)具有更高的穩(wěn)定性，能減少測(cè)量和計(jì)算誤差。Kim等[24]比較顱面部18個(gè)標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)建的51個(gè)正中矢狀面，發(fā)現(xiàn)N點(diǎn)、盲孔點(diǎn)、蝶鞍（Sella，S）點(diǎn)、顱底（Basion，Ba）點(diǎn)、顱后點(diǎn)可作為構(gòu)建穩(wěn)定正中矢狀面的參考標(biāo)志點(diǎn)。王嘉藝等[25]將5個(gè)標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的10種正中矢狀參考平面進(jìn)行比較，指出后鼻棘點(diǎn)因處于密度較低的軟組織中，三維重建時(shí)會(huì)丟失一些信息，導(dǎo)致可靠性降低，測(cè)量誤差較大。雞冠中心點(diǎn)（Crista galli，Cg）需要尋找結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)，而現(xiàn)有軟件沒(méi)有自主識(shí)別結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)的功能，故定點(diǎn)誤差較大。S、N、Cg三點(diǎn)構(gòu)成的正中矢狀參考平面穩(wěn)定性最差，提示平面定義時(shí)應(yīng)盡量選擇分散距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)。研究結(jié)果顯示，S、N、Ba點(diǎn)確定的正中矢狀面準(zhǔn)確性最高。

近年來(lái)，有學(xué)者[26]提出中顱底生長(zhǎng)模式具有穩(wěn)定性，故其通過(guò)蝶骨上的雙側(cè)棘孔中點(diǎn)與雙側(cè)卵圓孔中點(diǎn)建立CBCT參考系，目前尚未有研究評(píng)價(jià)其參與構(gòu)建參考平面的準(zhǔn)確性。

此外，由于軟組織會(huì)掩飾骨組織的不對(duì)稱(chēng)性，Lee等[27]證實(shí)，軟組織點(diǎn)結(jié)合骨組織點(diǎn)，尤其是眼周軟組織點(diǎn)（如內(nèi)眥點(diǎn)），對(duì)面部對(duì)稱(chēng)性的評(píng)價(jià)分析更真實(shí)有效。因此在評(píng)價(jià)面部對(duì)稱(chēng)性時(shí)，可引入軟組織標(biāo)記點(diǎn)與骨組織標(biāo)記點(diǎn)共同構(gòu)建參考坐標(biāo)系。

為消除正中矢狀面構(gòu)建中的定點(diǎn)誤差，有學(xué)者利用結(jié)合鏡像法提取正中矢狀面。劉筱菁等[28]通過(guò)比較迭代最近點(diǎn)法（interactive closet point，ICP）自動(dòng)構(gòu)建中矢面（mid-sagittal plane，MSP）；熊玉雪等[29]建立普氏分析法（Procrustes analysis，PA）生成面部MSP。

有研究者[30]比較PA法和ICP法得到的MSP之間的差值，發(fā)現(xiàn)差異均在臨床可接受范圍內(nèi)。然而，目前此類(lèi)通過(guò)數(shù)學(xué)算法提取正中矢狀面涉及的軟件及操作較復(fù)雜，相信隨著三維頭影測(cè)量支持設(shè)施的發(fā)展，正中矢狀面的生成會(huì)更加準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、具有更高的可重復(fù)性。

基于以上研究，筆者認(rèn)為綜合評(píng)估準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、臨床可操作性均較高的解剖標(biāo)記點(diǎn)建立三維參考坐標(biāo)系的方法為：以S點(diǎn)為原點(diǎn)，水平參考平面以雙側(cè)眶點(diǎn)及右側(cè)耳點(diǎn)建立FH平面，過(guò)S點(diǎn)、N點(diǎn)垂直于水平參考平面作正中矢狀面，同時(shí)垂直于水平參考平面及正中矢狀面過(guò)原點(diǎn)作冠狀參考平面。該三維參考坐標(biāo)系目前已經(jīng)應(yīng)用于多項(xiàng)探究正常值的測(cè)量研究中[31]，并被證實(shí)其簡(jiǎn)便可靠。

1.2.3 解剖標(biāo)記點(diǎn)法特點(diǎn)及應(yīng)用 解剖標(biāo)記點(diǎn)法建立三維坐標(biāo)系適用于面部基本對(duì)稱(chēng)的研究對(duì)象，尤其是針對(duì)正常值范圍的測(cè)量研究中。此外，由于其設(shè)備及技術(shù)要求較自然頭位法低，操作簡(jiǎn)便，常利用解剖標(biāo)記點(diǎn)法對(duì)頭位進(jìn)行初步調(diào)整，以準(zhǔn)確定義解剖標(biāo)記點(diǎn)，從而建立局部參考坐標(biāo)系，通過(guò)二次建立參考坐標(biāo)系的方法提高準(zhǔn)確性。

2 局部參考坐標(biāo)系

2.1 局部參考坐標(biāo)系的定義

以面部局部結(jié)構(gòu)（如上頜、下頜、顱部、頦部等）的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，顱面部局部結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和位移均圍繞局部坐標(biāo)系進(jìn)行，即當(dāng)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移時(shí)，局部坐標(biāo)系也進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)或平移。

在三維頭顱影像中，只有一個(gè)整體參考坐標(biāo)系，但局部參考坐標(biāo)系可以有多個(gè)，同樣由相互垂直的軸面、矢狀面、冠狀面構(gòu)成。

2.2 局部參考坐標(biāo)系在不同面部局部結(jié)構(gòu)中的建立

局部參考坐標(biāo)系的位置可以根據(jù)研究目的的不同進(jìn)行靈活選擇，目前最常應(yīng)用的局部參考坐標(biāo)系包括上下頜體部、單顆牙體、頦部、下頜升支部局部參考坐標(biāo)系，均通過(guò)解剖標(biāo)記點(diǎn)法進(jìn)行構(gòu)建。

2.2.1 上下頜體部參考坐標(biāo)系 上下頜體部參考坐標(biāo)系常用于評(píng)價(jià)牙弓內(nèi)部對(duì)稱(chēng)性、測(cè)量牙弓方向、個(gè)別牙的傾斜度以及牙弓橫向?qū)挾萚10]等。它的建立一般以上下平面作為軸面，矢狀面垂直于冠狀面并平分左右牙弓，冠狀面同時(shí)垂直于軸面及矢狀面將牙弓分為前后兩部分。關(guān)于平面的確定，Xia等[15]通過(guò)牙弓中三點(diǎn)建立平面，如雙側(cè)第一磨牙近中頰尖點(diǎn)或雙側(cè)第一磨牙頰溝點(diǎn)與雙側(cè)中切牙切緣間中點(diǎn)，但當(dāng)牙弓不對(duì)稱(chēng)（單側(cè)多生牙、單側(cè)先天缺失牙等）或牙體存在不均等磨耗時(shí)，平面的建立將受到顯著影響。

對(duì)此，有學(xué)者結(jié)合主成分分析法（principal component analysis，PCA），引入牙弓中更多的標(biāo)志點(diǎn)來(lái)確定平面，以減小定點(diǎn)誤差。Li等[32]提出改良主成分分析法（principal component analysis-based adaptive minimum euclidean distances，PAMED）構(gòu)建平面，并將其與三角分析法及PCA法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)PAMED法構(gòu)建的平面具有最高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

此外，腭平面及下頜平面也可分別作為上下頜參考坐標(biāo)系中的軸面，但正畸正頜治療前后腭平面及下頜平面的改變較大，在測(cè)量某些指標(biāo)（牙傾斜度、牙弓橫向?qū)挾鹊龋r(shí)不能作為穩(wěn)定的參考平面。

2.2.2 單顆牙上建立局部參考坐標(biāo)系 在測(cè)量牙體近遠(yuǎn)中、頰舌向傾斜角度時(shí)，Tong等[33]提出在單顆牙上分別建立參考坐標(biāo)系用于牙齒內(nèi)部確定牙體長(zhǎng)軸，并在上述平面參考坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上測(cè)量牙齒的傾斜角度。具體方法為：首先以矢狀面平分頜骨左右，冠狀面在左右第一磨牙水平垂直于矢狀面，軸面即為平面（橫斷前牙咬合與上下第一磨牙咬合的平面），調(diào)整顱面部位置。隨后對(duì)各個(gè)牙齒的牙冠與牙根中心點(diǎn)進(jìn)行3D定位，建立牙齒的解剖近遠(yuǎn)中面、頰舌面，和在牙冠牙根水平的水平軸面，借助牙長(zhǎng)軸在整體坐標(biāo)系不同平面上的投影評(píng)價(jià)牙長(zhǎng)軸的傾斜角度。該方法通過(guò)二次建立參考坐標(biāo)系，能極大提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，目前在牙齒三維移動(dòng)的測(cè)量研究中廣泛使用。

2.2.3 下頜升支局部參考坐標(biāo)系 下頜升支位置的評(píng)估常應(yīng)用于逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)下頜手術(shù)中，由于下頜升支形態(tài)不規(guī)則，定位難度較大，Wan等[34]假定手術(shù)前后雙側(cè)髁突點(diǎn)（Condylion，Co）與雙側(cè)喙突點(diǎn)（Coracoid process，Cor）位置恒定，以右側(cè)Co點(diǎn)為原心，雙側(cè)Co點(diǎn)與Cor點(diǎn)定義為水平面，過(guò)右側(cè)Co點(diǎn)和Cor點(diǎn)作矢狀面，垂直于矢狀面及水平面左冠狀面建立基于下頜升支部的局部參考坐標(biāo)系，再以Co點(diǎn)、Cor點(diǎn)和下頜角點(diǎn)作下頜升支參考平面，從而評(píng)估下頜逆旋手術(shù)前后下頜升支的位置及角度變化。

2.2.4 頦部局部參考坐標(biāo)系 頦部的參考坐標(biāo)系常與整體參考坐標(biāo)系結(jié)合評(píng)價(jià)頦部位置的對(duì)稱(chēng)性，常用方法為以頦下點(diǎn)（Menton，Me）為原心，Me點(diǎn)向下頜內(nèi)側(cè)緣2 cm為左右側(cè)頦后點(diǎn)，建立頦三角，并以此為水平軸面，平分雙側(cè)頦后點(diǎn)，過(guò)Me點(diǎn)并垂直于水平軸面作矢狀面，過(guò)Me點(diǎn)垂直于水平軸面與矢狀面作冠狀面。據(jù)此而建立的頦部參考坐標(biāo)系，為頦成型手術(shù)的方案設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)[35]。

2.3 局部參考坐標(biāo)系的應(yīng)用及意義

頭影測(cè)量涉及的幾何參數(shù)主要包括線(xiàn)性距離、角度、方向、位置和對(duì)稱(chēng)性5個(gè)方面。其中，針對(duì)線(xiàn)性距離和角度的測(cè)量，常通過(guò)將標(biāo)志點(diǎn)投射到局部參考平面上，在二維影像上對(duì)線(xiàn)距和角度進(jìn)行測(cè)量的方式。

然而，頭影測(cè)量在整體參考平面上的投射會(huì)受到面部局部結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響，從而造成測(cè)量誤差。但是局部參考坐標(biāo)系隨面部單位結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，故在投射時(shí)能有效減小此類(lèi)誤差。

在評(píng)價(jià)面部局部結(jié)構(gòu)的位置時(shí)，通常是評(píng)價(jià)該局部結(jié)構(gòu)在某局部坐標(biāo)系中的相對(duì)位置。比如，研究單顆牙在上下頜單位結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置時(shí)，就需要將牙體置于上頜或下頜局部參考坐標(biāo)系中進(jìn)行位置分析。

關(guān)于面部局部結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性分析，包括結(jié)構(gòu)內(nèi)部的對(duì)稱(chēng)性以及面部局部結(jié)構(gòu)在顱面部整體坐標(biāo)系中位置的對(duì)稱(chēng)性分析。

結(jié)構(gòu)內(nèi)部的對(duì)稱(chēng)性可以依據(jù)局部參考坐標(biāo)系中的矢狀面評(píng)價(jià)其左右側(cè)的一致性，Gateno等[35]提出三角分析法對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行評(píng)估，而位置排列的對(duì)稱(chēng)性可通過(guò)比較局部參考坐標(biāo)系以及整體參考坐標(biāo)系正中矢狀面之間角度和距離的關(guān)系來(lái)確定。如在評(píng)價(jià)牙弓位置排列對(duì)稱(chēng)性時(shí)，有研究者借助中切牙中點(diǎn)與整體參考系矢狀面的橫向距離，以及局部參考系統(tǒng)和整體參考坐標(biāo)系間偏航角及橫滾角方向的角度差異表示[15]。

面部局部結(jié)構(gòu)的方向，則可通過(guò)局部參考坐標(biāo)系和整體參考坐標(biāo)系三條正交軸之間的角度來(lái)表示。因此，針對(duì)顱面部局部結(jié)構(gòu)中幾何參數(shù)的測(cè)量，建立局部參考坐標(biāo)系，可使測(cè)量分析更加簡(jiǎn)便合理。

3 小結(jié)

目前，三維頭影測(cè)量在臨床上的應(yīng)用廣泛，現(xiàn)有研究結(jié)果尚無(wú)法將單一的參考坐標(biāo)系應(yīng)用于各類(lèi)研究中。因此，一個(gè)合理的三維頭影測(cè)量體系應(yīng)該根據(jù)研究?jī)?nèi)容的不同，選用最適的參考坐標(biāo)系。如針對(duì)面部嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)或畸形的患者，應(yīng)用自然頭位法建立參考坐標(biāo)系；旨在獲取基于正常人群的正常參考值的研究中采用解剖標(biāo)記點(diǎn)法確定參考坐標(biāo)系；而對(duì)于顱面部局部結(jié)構(gòu)的分析則可通過(guò)二次建立局部參考坐標(biāo)系的方法，提高準(zhǔn)確性。

在以后的研究中，研究者應(yīng)該致力于將三維參考坐標(biāo)系的應(yīng)用具體化和標(biāo)準(zhǔn)化，只有建立標(biāo)準(zhǔn)化參考坐標(biāo)系，才能確定標(biāo)準(zhǔn)三維頭影測(cè)量方法，從而建立包含大樣本資料的數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得正常參考值，為正畸診斷和治療方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)，并輔助進(jìn)行精確的臨床療效評(píng)價(jià)。

利益沖突聲明：作者聲明本文無(wú)利益沖突。