多层螺旋CT不同重建技术在口腔颌面正畸中的对比研究

张雅萍 ，赵振华 ，王伯胤 ，张国兴 ，徐利军 ，钱伟永

（1.浙江省绍兴市人民医院放射科，浙江 绍兴 312000；2.绍兴咸亨医院口腔科，浙江 绍兴 312000）

牙列紊乱、错牙合畸形影响美观和咀嚼功能，在临床有越来越多的患者接受口腔颌面正畸治疗。明确诊断出畸形的部位和机理并作出正确的治疗设计是矫治取得成功的重要条件。目前正畸医师对口腔颌面畸形的分析测量主要通过头颅正侧位片、口腔全景片等二维平面图像进行，二维平面图像存在着变形、放大、重叠等缺点，尤其对于一些颅面不对称以及复杂的颅颌面畸形，二维平面图像不能正确反映该类畸形的特征。MSCT强大的后处理功能，大大提高了正畸医师对口腔颌面畸形的测量精确性，为正畸治疗提供了更多的信息。本文回顾分析了30例口腔颌面正畸患者的MSCT图像，探讨MSCT不同重建技术在口腔颌面正畸中的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

收集本院2007年10月～2009年6月收治的30例口腔颌面正畸病例，入选条件如下：①安氏I/II/III类错牙合畸形；②口内无金属充填体；③无颌骨、牙肿瘤，无颌骨骨折。其中男17例，女13例，年龄11～19岁，平均15.26岁。

1.2 方法

使用16排螺旋 CT（GE Bright speed，美国）行螺旋容积扫描，患者取仰卧位，听眶线垂直，让患者轻张口，咬合约10mm厚度的纱布卷，避免上下牙咬合重叠。头先进床,扫描范围从蝶鞍上缘至颏部。扫描层厚1.25mm，层间隔1.25mm，螺距 0.938∶1，电流为 160mA，电压为 120kV，探测器排数：16，床速9.37mm/rot。扫描结束后立刻行1.25mm层厚重建，再将重建图像传至螺旋CT图像后处理工作站 （GE Advantage Workstation处理工作站，软件版本AW 4.3－07）进行图像后处理。重建方法为：最大密度投影（MIP）、表面遮盖法（SSD）、容积重建（VR）和多平面重建（MPR）。SSD及VR成像需选择合适阈值，并根据需要变换不同方向、不同角度旋转切割，以尽可能显示病变全貌。

图像分析：由三位高年资放射科医生对所获取的三维图像进行独立和双盲分析，每位观察者对每位病人的不同三维图像进行评价打分，在有差异的病例通过探讨达成一致。

评价三维图像的显示图像质量（清晰度、锐利度、细节显示）分三个等级。优：清晰满意的口腔牙颌面轮廓，明确锐利的结构及细节显示，图像质量对正畸前的正确评价有足够信心；良：解剖位置显示满意，由于伪影、重叠或细节显示方面的不足对有自信的诊断有影响；差：清晰度、锐利度差，由于移位和人工伪影使口腔颌面解剖位置显示不清。

图像的伪影抑制被分为3个等级。优：无或很小的噪声和伪影；良：轻到中度的噪声和伪影不足以影响图像质量；差：噪声导致图像转换损害。

统计方法：使用SPSS 11.0统计软件，对多种不同三维重建技术（MIP、SSD、VR）的评价数据进行 χ2检验。

2 结果

本组30例患者，安氏I类错牙合畸形7例，II类21例，III类2例。其中合并埋伏牙17例，牙裂不齐8例，前牙深覆牙合2例，轻度颜面不对称1例。全部病例均行SSD、MIP、VR、MPR重建。VR、SSD三维立体形态显示良好，颌面部的整体轮廓、形态、牙齿的形态、排列一目了然。利用VR能清晰分类全部30例安氏I、II、III类错牙合畸形，在本组21例安氏II类畸形中，区分牙源性错牙合18例，骨源性错牙合3例。在1例轻度颜面不对称患者，用VR重建法测得下颌骨左升支长度70mm，右升支长度67mm。SSD图像较直观，但不如VR，且本组3例出现牙体表面局部信息丢失。MIP观察牙齿全貌与颌骨的关系效果理想。MPR显示埋伏牙17例，多生牙1例，显示率100%；观察牙齿根尖部与牙槽骨的局部关系显示清晰。

本组30例口腔颌面正畸患者，不同三维重建方法图像的清晰度、锐利度、细节显示、伪影等指标的评价结果见表1～4。

SSD、MIP、VR 3种三维重建方法图像的清晰度、锐利度、细节显示、伪影等方面统计学上无显著性差异（P>0.05），都可用于口腔颌面正畸中，但相对而言，VR重建方法在立体显示等方面优于SSD法及MIP法，MPR在牙齿的轴位、冠状位、矢状位重建，在显示解剖细节上具有优势，笔者认为在口腔颌面正畸的三维CT检查中，VR结合MPR对畸形的诊断、数据的测量最佳。

表1 不同三维重建方法图像的清晰度

表2 不同三维重建方法图像的锐利度

表3 不同三维重建方法图像的细节显示

表4 不同三维重建方法图像的伪影抑制

3 讨论

牙齿正畸前，除需要对牙齿位置、牙列、牙弓进行观察以外,还需要观察有无埋伏牙并对口腔颌面部相关参数进行测量。以往牙齿正畸前采用头颅正侧位X线片来定位、观察，影像相互重叠,提供的信息有限。曲面断层的出现在牙齿正畸前成为常规检查，将普通X线正位片取代，但是曲面断层是将颌骨展开形成二维的平面图像，又因有变形、放大、重叠等缺点，对于牙齿正畸医生在治疗方案设计和处理上仍存在困难。

多层螺旋CT扫描并三维重建，可以建立牙齿、颌骨立体形态图像，影像清晰，真实立体，可允许选择各种观察的角度，如旋转、正面观、侧面观、上面观和底面观、任意斜面、任意曲面等，它还允许三维图像的切割，改变光线的投照角度等，使三维图像显示最佳[1]。螺旋CT三维重建技术能提供更多的从X线片及二维CT扫描无法提供的更直接、更确切、更有价值的信息[2-3]，可以清楚显示牙齿相互之间的立体关系，并且可从不同角度完整显示单颗牙齿的形态和各颗牙齿所在位置、倾斜角度及各牙之间的距离和牙列整体形态，明确了牙齿与颌骨的关系，可以更生动、直观地显示牙列畸形，进行三维立体测量，有利于正畸方案的制定，提高正畸效果，特别在对埋伏牙的诊治中具有明显优势[4-5]。螺旋CT三维成像技术可以立体展示骨内埋伏牙的形态、位置及其与邻牙的空间距离，对于骨内阻生牙、多生牙的数目、大小、形态显示准确。并可观察埋伏牙位于牙列的唇侧还是腭侧以及其与相邻恒牙胚和牙根的距离或嵌入关系，便于术前准确设计。对于埋伏牙正畸前的正确诊断将会获得更完美的治疗方案，并能得到更好的治疗效果。MSCT在口腔颌面正畸中常用的重建方法有 MIP、SSD、VR及 MPR。

MIP图像是通过计算原始图像中密度最大的像素，然后运用透视法将这些密度最大的像素投影到一个平面上而形成的重建图像，立体感强，主要优点是可真实地反映组织的密度差异。有学者认为，MIP能显示牙齿全貌与颌骨关系，对牙齿的纵向排列尤其是各牙根部之间关系、牙长轴倾斜情况、埋伏牙的数目、形态位置与邻牙关系等显示效果很好[6]。本组17例埋伏牙患者，利用MIP图像清晰显示全部埋伏牙数目39颗，显示率100%。8例牙裂不齐，清晰显示其牙根部结构与邻牙之间的关系。缺点是：在相邻物体的距离或密度差异较小时，影像会出现重叠,如牙裂不齐患者牙冠部重叠，需要通过旋转角度来显示。

SSD是被扫描物体表面像素的数字模拟成像，根据阈值表现“有”或“无”的概念，阈值以上的相邻像素连接而重建图像，阈值以下的像素不能重建无法显示[7]。其显示的是成像目标的表面。根据牙体组织的CT值选择合适阈值后，将低于该阈值的颌骨、软组织作透明处理，只保留牙体影像，可获得重建的牙体立体表面图像。优点是图像立体感强，口腔颌面解剖关系再现逼真，可多方位、多角度观察，三维图像直观。SSD图像对本组30例错牙合畸形能全部准确分型，在本组2例前牙深覆牙合显示清晰。缺点是需选择合适的阈值，阈值太高或太低都可能无法清晰显示牙体组织及颌骨，本组其中3例出现牙体表面局部信息丢失，出现“假孔征”。缺乏透明效果，相邻牙齿重叠较多时观察欠清。本组其中5例牙裂不齐重叠较多，无法清晰显示。

VR显示技术是对容积内不同象素施加不同的透明度，利用透明技术在显示牙齿及颌骨表面的同时得到内部的信息，从而实现三维显示效果，是最真实的三维图像。由于其容积资料完整不丢失，所以不仅能得到表面的信息，更能提供深部细节，对比度好，层次清晰，可以任意角度旋转、切割[8]，多方位立体直观地观察口腔颌面的整体及细节。本组安氏I类错牙合畸形7例，II类21例，III类2例，均能利用各个角度的VR图像准确分型；在本组21例安氏II类畸形中，还能清晰区分牙源性错牙合18例，骨源性错牙合3例。在1例轻度颜面不对称患者，用VR重建法测得下颌骨左右升支长度的差异3mm。但VR对本组17例埋伏牙显示不清。对8例牙裂不齐亦只能观察牙体表面，对牙根部结构无法显示。

MPR重建技术是在原始横轴位图像上按需要任意划线，将该线横断面上的二维体积元重组而获得的二维重建图像，可以在冠状面、矢状面、斜面观察病变。MPR可从各个方向清楚地显示埋伏牙在颌骨内的确切位置及与邻牙的毗邻解剖关系，可观察埋伏牙的生长方向[5]。有文献指出，MPR对根尖骨质、根尖与牙槽骨的局部关系显示更清晰[6]。本组17例埋伏牙均能清晰显示，在2例前牙深覆牙合，清楚显示了牙齿与上下颌骨的细微结构，是对三维重建图像的很好补充。但MPR仍属二维影像，所显示的图像不连续、不完整，还需结合SSD、VR、MIP等三维立体影像。

本组30例口腔颌面正畸病例均用SSD、MIP、VR 3种三维重建方法进行重建，结合MPR显示局部结构，结果表明：在图像的清晰度、锐利度、细节显示、伪影等方面，统计学上3种重建方法无显著性差异（P>0.05），都可用于口腔颌面正畸中，但相对而言，VR重建方法在立体显示等方面优于SSD法及MIP法，MPR在牙齿的轴位、冠状位、矢状位重建，在显示解剖细节上具有优势。三维图像可从不同角度显示颌骨表面的形态、骨质结构、密度及上下牙咬合情况，可显示牙列及单个牙体的表面形态，各牙所在位置、倾斜角度及各牙之间的距离及牙列的整体形态和牙根的走行方向。MPR图像可确定颌骨种植区域，精确测量牙槽骨、牙齿的高度宽度等。笔者认为在口腔颌面正畸的三维CT检查中，先应用VR三维图像进行立体观察，再结合MPR二维层面上的细致分析，对畸形的诊断、数据的测量效果最佳。

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