CBCT用于分析后牙區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)的可行性研究

[摘要]目的：通過對比經(jīng)CTAn軟件測量錐形束CT（Cone beam computed tomography，CBCT）資料與病理組織切片測量的擬種植區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，探討CBCT用于評價頜骨松質(zhì)骨骨質(zhì)的可行性。方法：選取2020年6月-2021年8月就診于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心的種植患者作為本實(shí)驗(yàn)的研究對象，共37例患者，其中女21例，男16例，平均年齡（45.03±13.23）歲，在擬種植區(qū)共取出39塊完整骨塊；術(shù)中取出的骨塊制作為骨組織切片，用病理圖像分析軟件測量骨塊松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，用松質(zhì)骨測量軟件CTAn測量擬種植區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，比較不同方法測量的結(jié)果是否有差異。結(jié)果：通過病理測量的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)在后牙區(qū)、上頜后牙區(qū)、下頜后牙區(qū)分別為（43.84±11.31）%、（45.20±10.61）%及（41.67±12.03）%；CTAn測量的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)分別為（43.65±11.20）%、（45.10±10.52）%及（41.32±11.86）%，兩種測量方法所得結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：可通過CBCT資料分析頜骨松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，對頜骨松質(zhì)骨質(zhì)量做出客觀性評價。

[關(guān)鍵詞]錐形束CT；骨體積分?jǐn)?shù)；松質(zhì)骨；口腔種植；骨小梁結(jié)構(gòu)參數(shù)

[中圖分類號]R783.5" " [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A" " [文章編號]1008-6455（2025）03-0061-03

Feasibility Study on CBCT for the Analysis of Cancellous Bone Volume Fraction in the Posterior Region

LIU Maolin1， LIU Honghong1，2， ZHANG Zhihong1，2， YAN Renjie1， LYU Jing2， ZHANG Yingying2

（ 1.College of Dentistry， Bengbu Medical College， Bengbu 233030， Anhui， China; 2.Dentistry Center， the First Hospital of the University of Science and Technology of China， Hefei 230002， Anhui， China ）

Abstract： Objective" By comparing cone-beam computed tomography （CBCT） data measured by CTAn software with the bone volume fraction of cancellous bone in the proposed implant area measured by pathological tissue sections，and to investigate the feasibility of CBCT for evaluating cancellous bone quality in the jaws. Methods" Implant patients attending the First Hospital of the University of Science and Technology of China （Anhui Provincial Hospital） from June 2020 to August 2021 were selected as the study subjects for this experiment.A total of 37 patients， 21 women and 16 men， with a mean age of （45.03±13.23） years， had a total of 39 complete bone blocks removed from the proposed implant area.The bone blocks removed intraoperatively were made into bone tissue sections， and the cancellous bone volume fraction of the bone blocks was measured by pathological image analysis software， and the cancellous bone volume fraction of the proposed implant area was measured by the cancellous bone measurement software CTAn to compare whether there were differences in the results measured by different methods. Results" The cancellous bone volume fraction measured by pathology was （43.84±11.31）%， （45.20±10.61）% and （41.67±12.03） % in the posterior， maxillary posterior and mandibular posterior regions， respectively.The cancellous bone volume fraction measured by CTAn was （43.65±11.20）%， （45.10±10.52）% and （41.32±11.86）%， respectively， with no statistical difference between the results obtained by the two measurement methods （P＞0.05）. Conclusion" The cancellous bone volume fraction of the jaws can be analyzed by CBCT data to make an objective evaluation ofthe cancellous bone bone quality of the jaws.

Key words： cone-beam computed tomography; bone volume fraction; cancellous bone; oral implants; structural parameters of bone trabeculae

頜骨的質(zhì)量對種植體與周圍骨組織形成骨結(jié)合起著至關(guān)重要的作用，成功的骨結(jié)合影響種植體成功率及種植修復(fù)遠(yuǎn)期效果，擬種植區(qū)的松質(zhì)骨骨量及牙槽嵴頂皮質(zhì)骨厚度是判斷頜骨狀況的重要指標(biāo)[1]。目前臨床上對種植體的骨結(jié)合與皮質(zhì)骨厚度研究較多，但松質(zhì)骨同樣在分析骨質(zhì)量情況、種植體與周圍骨形成骨結(jié)合的過程中也起著重要作用[2]，目前臨床上常使用松質(zhì)骨的骨小梁微結(jié)構(gòu)參數(shù)來客觀評價松質(zhì)骨骨質(zhì)狀況，其中骨小梁結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：骨小梁體積百分?jǐn)?shù)（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁數(shù)目（Tb.N）、骨小梁間隙（Tb.Sp）等，在這些參數(shù)中骨體積分?jǐn)?shù)（Bone volume fraction，BV/TV）是最能代表松質(zhì)骨骨質(zhì)[3]，對評價頜骨松質(zhì)骨起著重要作用。

CBCT目前廣泛應(yīng)用于口腔種植術(shù)前評估及術(shù)后評價，對擬種植區(qū)骨量的評估具有重要參考價值[4]，但CBCT對頜骨松質(zhì)骨的分析的準(zhǔn)確性仍具有爭議。目前臨床上將影像學(xué)診斷、實(shí)驗(yàn)室檢查及病理學(xué)診斷三種方式認(rèn)為是臨床醫(yī)學(xué)診斷的重要組成部分，而病理學(xué)診斷屬于直接診斷，常被醫(yī)師譽(yù)為診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”[5]。在本課題組的研究中，在種植術(shù)時從擬種植區(qū)取出骨塊（本應(yīng)該在種植術(shù)中磨除的骨塊），將骨塊制作成骨組織切片進(jìn)行組織學(xué)測量，得到關(guān)于骨質(zhì)的數(shù)據(jù)相比較其他測量方法更為準(zhǔn)確，因此本實(shí)驗(yàn)擬從松質(zhì)骨的角度，通過將種植患者的CBCT影像學(xué)資料導(dǎo)入松質(zhì)骨分析軟件CTAn中測量獲得骨體積分?jǐn)?shù)與通過骨組織切片測量的骨體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行對比分析，探究CBCT分析頜骨松質(zhì)骨骨質(zhì)的準(zhǔn)確性，以期在術(shù)前對擬種植區(qū)的骨質(zhì)做出更精準(zhǔn)的評價。

1" 資料和方法

1.1 一般資料：選取2020年6月-2021年8月就診于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心的種植患者作為本實(shí)驗(yàn)的研究對象，共37例患者，其中女21例，男16例，平均年齡（45.03±13.23）歲，在39個植入位點(diǎn)共取出39塊完整骨塊。該實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容通過中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批（倫理批件號：2018KY倫審第28號）。

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：①擬種植區(qū)牙缺牙時間大于3個月，且均為后牙；②擬種植區(qū)頜骨骨質(zhì)未見明顯骨缺損，且缺牙區(qū)周圍無明顯偽影；③根據(jù)Leckholm和Zarb（Lamp;Z）對頜骨的分類標(biāo)準(zhǔn)，骨質(zhì)分類屬于Ⅱ類及Ⅲ類者；④獲取骨組織標(biāo)本完整，骨組織連續(xù)無缺損；⑤簽署手術(shù)及研究知情同意書者。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：①不符合種植手術(shù)適應(yīng)證者，不能耐受種植手術(shù)患者；②口腔衛(wèi)生狀況較差，牙周炎癥未得到有效控制；③近期或長期服用二膦酸鹽類藥物，近期或曾行頭頸部放療者；④骨質(zhì)疏松癥、腎臟疾病或鈣代謝紊亂癥患者。

1.2 主要儀器和設(shè)備：CBCT機(jī)（SS-X9010DPro-3D，合肥美亞光電技術(shù)有限公司）、Case Viewer軟件（2.2，3D HISTECH，匈牙利）、圖像分析軟件Image Pro Plus 6.0、醫(yī)學(xué)三維重建軟件Mimics Research20.0、CTAn軟件（布魯克skyscan，比利時）、KaVo牙種植機(jī)（KaVo公司，德國）、取骨鉆（外徑2.3 mm，內(nèi)徑1.7 mm）。

1.3 方法

1.3.1 通過骨組織切片測量擬種植區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)：常規(guī)手術(shù)前消毒鋪巾，局部麻醉后切開術(shù)區(qū)軟組織，翻開黏膜骨膜瓣，完全暴露術(shù)區(qū)的骨面，在制備種植窩前用取骨鉆取出擬種植區(qū)的骨塊，取下的圓柱形骨塊用黑色絲線標(biāo)記牙槽嵴頂方向，以便于辨別牙槽嵴與根部的方向，將擬種植區(qū)取出的骨組織塊立即放入10%福爾馬林固定液中，48 h后將骨塊進(jìn)行處理包埋，石蠟切片機(jī)沿牙槽嵴頂至根方將骨塊三等份進(jìn)行切片，最后用染色劑封片待用，最終每一塊取出的骨組織制取成3張骨組織切片。將每張切片用PANNORAMIC全景切片掃描儀掃描，在讀片軟件Case Viewer中打開掃描后的骨組織切片，并調(diào)整切片位置（見圖1），根據(jù)頜骨骨小梁微結(jié)構(gòu)形態(tài)確定皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨的分界[6]，美國骨礦研究協(xié)會（ASBMR）提出的測量方法計(jì)算出切片松質(zhì)骨的骨體積分?jǐn)?shù)（BV/TV=Tb.Ar/T.Ar×100%，Tb.Ar表示骨小梁面積，T.Ar表示骨組織面積），3張切片測量后取平均值，每一骨塊松質(zhì)骨的骨體積分?jǐn)?shù)均由2名熟練掌握上述測量方法的醫(yī)師測量后取均值。

1.3.2 通過CBCT數(shù)據(jù)測量擬種植區(qū)域的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)：對納入研究的牙種植術(shù)的患者，拍攝時患者的眶耳平面與地平面平行，目視正前方直立，術(shù)前術(shù)后CT均在同一參數(shù)設(shè)置下拍攝，拍攝完成后將種植術(shù)前及術(shù)后的CBCT影像資料導(dǎo)入Mimics Research20.0軟件中，截取術(shù)前術(shù)后CBCT圖像中穩(wěn)定、特征性高、清晰的同一區(qū)域作為配準(zhǔn)區(qū)域（一般選取擬種植區(qū)鄰近的牙齒），將術(shù)前術(shù)后重建后的模型以STL模式輸出，導(dǎo)入Mimics Research20.0軟件中進(jìn)行配準(zhǔn)擬合，將新生成的STL文件導(dǎo)入術(shù)前CBCT影像資料中，即可以在術(shù)前CBCT影像中顯示種植體植入的區(qū)域。再將配準(zhǔn)后的術(shù)前拍攝的CBCT影像資料導(dǎo)入CTAn軟件中，找到種植體所在位置作為分析區(qū)域，在種植體所在位置圈選出與取出與骨塊松質(zhì)骨同等直徑與長度的區(qū)域作為感興趣區(qū)域（ROI）（見圖2），測量ROI各骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)，記錄下該區(qū)域的骨體積分?jǐn)?shù)，與骨組織切片測量出的結(jié)果對比分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：本研究采用SPSS 26.0軟件分析數(shù)據(jù)，經(jīng)檢驗(yàn)兩種不同方法測量同一骨塊松質(zhì)骨的所獲得的骨體積分?jǐn)?shù)均符合正態(tài)分布，用（xˉ±s）表示，采用配對t檢驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2" 結(jié)果

通過病理和影像資料測量擬種植區(qū)的同一骨塊的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)結(jié)果如下表，骨組織切片測量的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)與CTAn測量的松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)在后牙區(qū)、上頜后牙區(qū)、下頜后牙區(qū)均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

3" 討論

種植體良好的初期穩(wěn)定性是頜骨與種植體完成骨結(jié)合的重要因素，它是由種植體植入過程中與接觸的骨組織之間的力決定的，與種植體的不同規(guī)格、術(shù)區(qū)骨質(zhì)量等因素均有密切關(guān)系[7-9]，在整個種植過程中，頜骨骨質(zhì)與種植成功與否密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)的研究目的是評估CBCT診斷骨質(zhì)量的客觀性，在術(shù)前可無創(chuàng)精確地評價術(shù)區(qū)的骨質(zhì)，從而做出更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。在種植術(shù)前對擬種植區(qū)頜骨骨質(zhì)質(zhì)量的評判標(biāo)準(zhǔn)一直是臨床上研究熱點(diǎn)，目前CBCT作為一種輻射劑量低、空間分辨率高、能夠三維成像的無創(chuàng)檢查，在口腔種植領(lǐng)域成為不可或缺的一部分，它對擬種植區(qū)骨量以及骨缺損的評估具有重要參考價值[10]，但是對骨質(zhì)評價的客觀性還仍存在一定的爭議性。本實(shí)驗(yàn)是將種植前拍攝的CBCT影像資料導(dǎo)入CTAn軟件中測量，并未在DCTViewer（CBCT自帶讀圖軟件）軟件中直接測量，這是由于松質(zhì)骨在DCTViewer中顯像較差，在CBCT中表現(xiàn)為灰度值較低，顯像模糊、界限不清晰[11]，在CTAn軟件測量出的結(jié)果更加準(zhǔn)確。

松質(zhì)骨是由許多針狀或者片狀的骨小梁相互交織而成，微觀狀態(tài)下形態(tài)呈海綿狀，從微觀上測量得到的骨小梁的微結(jié)構(gòu)是分析松質(zhì)骨骨質(zhì)重要參數(shù)[12]。目前國內(nèi)外對骨小梁結(jié)構(gòu)評估多采用顯微CT（Micro-CT），但是Micro-CT對骨塊的研究屬于體外研究，不能用于對臨床患者的掃描[13]，因此不能直接應(yīng)用于臨床。對于頜骨松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的研究，國外絕大多數(shù)專家多用動物做研究，也有在人體尸骨上的研究[14]，另有一些實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)通過顯微CT測量出的骨小梁參數(shù)值與CBCT測量出的骨小梁參數(shù)值與差距較大[15]。但本實(shí)驗(yàn)獲取的骨塊是在種植術(shù)前直接從擬種植區(qū)取出，CTAn軟件測量擬種植區(qū)CBCT獲得的松質(zhì)骨數(shù)據(jù)直接與通過骨組織切片測量的數(shù)據(jù)直接比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說服力。本實(shí)驗(yàn)著重研究松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，在CBCT讀片過程中發(fā)現(xiàn)Ⅱ、Ⅲ類骨的皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨灰度值差距較大，分界相對較清楚，在骨組織切片中也較容易區(qū)分，較難辨別Ⅰ類骨與Ⅳ類骨的分界，因此未將Ⅰ類、Ⅳ類骨患者納入研究。

本實(shí)驗(yàn)借助CTAn軟件對擬種植區(qū)的松質(zhì)骨進(jìn)行分析，在分析過程中CBCT的體素、分辨率、信噪比及閾值的選擇都會造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量誤差[16]，因此需熟練掌握軟件的用法，以及合理的選擇閾值會在一定程度上減少測量誤差。本實(shí)驗(yàn)也具有一定的局限性：①納入病例時只選擇了后牙區(qū)取出的骨塊，這是由于無論在CBCT圖像下還是在骨組織切片中，后牙區(qū)松質(zhì)骨與皮質(zhì)骨較易區(qū)分，前牙區(qū)的頰舌向骨質(zhì)較窄，較難取出完整的骨塊，客觀上減少了測量誤差；②上后牙較下后牙區(qū)取出的骨塊較少，是因?yàn)樯虾笱拦琴|(zhì)相對疏松，相對較難完整取出。

綜上，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，使用CTAn軟件分析CBCT資料中擬種植區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)與通過骨組織切片測量的結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明了CBCT在評估松質(zhì)骨質(zhì)量方面的客觀可行性，本課題組既往研究也發(fā)現(xiàn)CBCT在測量皮質(zhì)骨厚度方面的客觀性[17]，因此CBCT在術(shù)前分析擬種植區(qū)骨質(zhì)量方面的表現(xiàn)是可信的。

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[收稿日期]2023-01-03

本文引用格式：劉茂林，劉紅紅，張志宏，等.CBCT用于分析后牙區(qū)松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)的可行性研究[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2025，34（3）：61-64.