CBCT在口腔三维成像中的应用研究_王艳 (1)

2013年3月中国医学物理学杂志Mar ．,2013第30卷第2期Chinese Journal of Medical PhysicsVol．30．No．2CBCT 在口腔三维成像中的应用研究王艳，李均，陈兆学，聂生东(上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093)摘要：目的:将锥形束ＣＴ（ＣｏｎｅＢｅａｍＣｏｍｐｕｔｅｒＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，简称ＣＢＣＴ）应用于口腔部位的三维成像，是近年来ＣＴ研究人员和口腔医生共同关注的一个热点。

本文主要研究了锥形束ＣＴ在口腔部位的三维成像应用。

方法:本文综述了口腔ＣＢＣＴ的成像原理和临床应用，比较ＣＢＣＴ与传统ＣＴ在口腔成像中的区别，并且总结了当前ＣＢＣＴ在口腔成像应用中的研究热点。

结果:在临床应用中，ＣＢＣＴ解决了常规二维透视成像技术所固有的影像重叠、失真等问题，在牙齿种植计划、阻生牙分析、牙体牙周病诊断等需要三维分辨能力的应用中具有显著的优势。

ＣＢＣＴ还可以应用于齿槽外科、正畸科、颌面外科、关节科、牙体内科、牙周科等多学科。

结论:随着牙齿种植技术的兴起，利用ＣＢＣＴ进行牙齿种植计划和手术导板的设计已经成为一项新的研究方向。

ＣＢＣＴ还可以应用于齿槽外科、正畸科、颌面外科、关节科、牙体内科、牙周科等多学科，它将是未来口腔科重要的标准检查诊断手段之一。

关键词:锥束ＣＴ；牙齿种植技术；口腔成像DOI 编码：doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2013.02.011中图分类号：Ｇ４２９．７９文献标识码：Ａ文章编号：1005-202X(2013)02-4008-04Application Research of The Three -dimensional Imaging of The Oral Part of The Cone -beam CTＷＡＮＧＹａｎ，ＬｉＪｕｎ，ＣＨＥＮＺｈａｏ－ｘｕｅ，ＮＩＥＳｈｅｎｇ－ｄｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ200093，Ｃｈｉｎａ）Abstract:Objective:Ａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｍａｇｉｎｇｏｆｔｈｅｏｒａｌｐａｒｔｏｆｔｈｅｃｏｎｅ－ｂｅａｍＣＴ，ｉｓａｈｏｔｔｏｐｉｃｏｆｃｏｍｍｏｎｃｏｎｃｅｒｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｍａｇｉｎｇｏｆｔｈｅｏｒａｌｐａｒｔｏｆｔｈｅＣＢＣＴｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Methods:ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｏｒａｌＣＢＣＴｉｍａｇｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅＣＢＣＴａｎｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＣＴｉｎｏｒａｌｉｍａｇｉｎｇ，ａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｋｅｙｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓ．Results:ＩｎｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＣＢＣＴｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｍａｇｅｓｏｖｅｒｌａｐｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｎｈｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｄｅｎｔａｌｉｍｐｌａｎｔｐｒｏｇｒａｍ，ｉｍｐａｃｔｅｄｔｅｅｔｈ，ｄｅｎｔａｌｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌｄｉｓｅａｓｅｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｏｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｎｅｅｄｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｓｏｌｖｉｎｇｐｏｗｅｒｏｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｄｖａｎｔａｇｅ．ＣＢＣＴａｌｓｏｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅａｌｖｅｏｌａｒＳｕｒｇｅｒｙ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ，ＭａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌＳｕｒｇｅｒｙ，Ｂｒａｎｃｈｊｏｉｎｔｓ，ｔｅｅｔｈｉｎｖｉｖｏＢｒａｎｃｈ，ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌｓｕｂｊｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｍｕｌｔｉ－ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ．Conclusions:ＷｉｔｈｔｈｅｒｉｓｅｏｆｔｈｅｄｅｎｔａｌｉｍｐｌａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈｅｕｓｅｏｆＣＢＣＴｆｏｒｄｅｎｔａｌｉｍｐｌａｎｔｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｓｕｒｇｉｃａｌｇｕｉｄｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．ＣＢＣＴａｌｓｏｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅａｌｖｅｏｌａｒＳｕｒｇｅｒｙ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ，ＭａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌＳｕｒｇｅｒｙ，Ｂｒａｎｃｈｊｏｉｎｔｓ，ｔｅｅｔｈｉｎｖｉｖｏＢｒａｎｃｈ，ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌｓｕｂｊｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｍｕｌｔｉ－ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ，ｉｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｎｔａｌｓｔａｎｄａｒｄｍｅａｎｓｏｆｄｉａｇｎｏｓｉｓ．Key words:ｃｏｎｅｂｅａｍＣＴ；ｄｅｎｔａｌｉｍｐｌａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｎｔａｌｉｍａｇｉｎｇ前言锥束ＣＴ（ＣｏｎｅＢｅａｍＣｏｍｐｕｔｅｒＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＣＢＣＴ）顾名思义是锥形束投照计算机重组断层影像设备，也可以称为锥束容积断层（ＣｏｎｅＢｅａｍＶｏｍｅｔｒｉ－ｃｍｅｔｒｉｃＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＣＢＣＴ），其图像系统称为锥束容积图像（ＣｏｎｅＢｅａｍＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃＩｍａｇｉｎｇ，ＣＢＶＩ）［１］。

从本世纪初开始应用于临床以来发展迅速，越来越多的口腔临床专业开始接受这种技术。

1CBCT 成像原理及其与传统CT 在口腔成像的比较收稿日期：2012-11-30基金项目:国家自然科学基金（60972122）、上海市青年教师培养计划slg11017。

作者简介:王艳（1975-），女，上海人，讲师。

上海理工大学医疗器械与食品学院医学影像工程研究所。

研究方向：CT 成像技术、医学图像处理。

E-mail:wangyansmic@;tel:021-********1.1成像原理ＣＢＣＴ的基本成像原理如图１所示：使用面阵探测器和锥形束Ｘ射线源（球管电流在１０毫安左右），围绕检查对象做环形ＤＲ（数字式投照）旋转扫描，利用锥束ＣＴ重建算法，将围绕投照体多次（１８０次~360次，依产品不同而异）数字投照后“交集”中所获得的各个角度的二维投影图像重建得到物体内部的三维体数据［２］。

ＣＢＣＴ已经在头部成像、胸腔腹腔成像和精确放疗成像中使用。

但是受面阵探测器尺寸的限制，锥束ＣＴ在其他医学领域的应用较少，目前应用最多的仍然是成像范围相对较小的口腔领域。

1.2CBCT与传统CT的比较ＣＢＣＴ较传统ＣＴ的优势有以下几点：１、扫描范围灵活：可以扫描特定的诊断区域，也可以扫描全部的颅面部；２、图像精度高：与被投照物之问比例１：１，空间分辨率高，可以进行清晰的实际测量；３、扫描时问短；４、辐射剂量小；５、图像伪影减少；６、对头位的要求低等。

传统医学ＣＴ从上世纪７０年代出现以来，到今天已经发展到第５代［３］，通过改变射线发出形态、传感器数量、球管的数量等，扫描精度显著提高，扫描时间缩短。

其扫描方式仍是层扫描，也称为轴向断层扫描（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｘｉａｌＴｏｍｏｇｒａｐｈｙＣＡＴ），即射线在一个层面内旋转一定角度完成扫描，然后移动一定的距离（断层厚度）到另一个层面重复扫描。

ＣＢＣＴ获取数据的投照原理和传统扇形扫描ＣＴ是完全不同的，而后期计算机重组的算法原理有类似之处，同样分为以下四个阶段：Ｘ线产生阶段；图像扫描阶段；图像形成的重建阶段；图像显示阶段。

ＣＢＣＴ与传统扇形扫ＣＴ相比，具有很多优点。

首先，其投照射线量低，相比传统多排螺旋ＣＴ，普通锥形束ＣＴ一次投照只相当２～４次数字化曲面断层投照放射量。

口腔正畸科的患者多为儿童，而儿童射线吸收能力是成人的１０倍。

所以在正畸治疗领域，辐射低的ＣＢＣＴ相比于传统ＣＴ具有很大的优势。

其次，由于ＣＢＣＴ的空间分辨率高，对于复杂结构区域，如下颌骨，下颌神经管，颞下颌关节解剖结构的成像质量更好［４］。

三维重建图像还允许任意角度旋转观察，任意选择重建范围，大大方便了疾病诊断、治疗辅助、疗效观察、科学研究等。

另外ＣＢＣＴ使用操作简单。

通常说来，锥形束ＣＴ口腔技术人员或普通放射人员都可操作，而不像传统ＣＴ操作需要专业人员持有上岗证。

锥形束CT软件的特殊设计也使口腔专业人员使用起来更加方便，口腔专业人员完全可以按自己的意愿随意获取自己想要的口腔３Ｄ图像。

2CBCT在口腔三维成像中的应用2.1口腔正畸科的应用现代口腔正畸学已有一百多年的历史，随着新技术的出现，颅颌面三维成像技术的发展也进入了新的时期。

以锥形束ＣＴ为代表的三维成像技术，在近十年得到了快速发展，并开始应用于口腔正畸临床。

CBCT维影像技术不仅可用于正畸临床诊断和治疗评价，通过一次拍摄，医生可以同时获取颅颌面、牙周、关节、牙齿等多个组织器官的三维结构信息，在颌面外科、颅面整形、牙种植体应用以及口腔内科治疗等方面也同样发挥着重要的辅助诊断作用。

基于三维影像数据的正畸诊断、治疗系统将会给本专业基础研究和临床应用带来革命性的变化当三维影像技术和研究方法日益成熟，众多经典理论或许将被改写，我们也将更接近正畸科学的本质［５］。

2.2种植科的应用图1CBCT的成像原理图2In Vivo Dental种植计划软件的操作界面Fig.2The operation interface of In Vivo Dental planting planFig.1The imaging principle of CBCT牙齿种植计划是ＣＢＣＴ在口腔临床中的最初应用，也是最重要的应用。

为保证种植的成功率，在种植手术实施前首先要评估患者颌骨的骨质、骨量，并掌握下颌神经管、鼻窦等重要组织的位置，然后据此确定种植手术的可行性以及种植体的类型、尺寸、植入位置、植入路径、植入深度等参数，这个过程称为牙齿种植计划。

传统的种植计划以二维的全景成像（ＰａｎｏｒａｍｉｃＩｍａｇｉｎｇ）为依据，其信息量少而且容易产生几何畸变；而ＣＢＣＴ提供了精确的口腔三维影像，能够大大提高种植计划的质量［６］。

图２显示了In Vivo Dental种植计划软件的操作界面。

随着三维图像分析技术和ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的发展，近年来又形成了一种基于三维ＣＴ图像的微创种植技术，成为口腔CBCT 应用的新热点。

2.3颌面外科的应用上颌前部埋伏多生牙拔除术中，因为患者多为儿童，对手术的配合和耐受会直接影响手术的成败，如手术疼痛会致患儿不配合，容易损伤邻牙及牙胚，给患儿带来身心创伤。