CBCT在牙周病学研究中的应用

牙周炎是一种累及牙周软硬组织的炎性、破坏性疾病，牙周诊疗计划的制定需要准确判断病变范围与程度，尤其是牙槽骨吸收的程度、形态、累及范围，以及与牙根、上颌窦等周围组织的关系。X线检查是常用的影像学检查方法，包括：根尖片、平行投照片、全景片等。根尖片操作简便，但投照角度难以控制，容易造成图像失真，尤其是在多次拍摄时，前后拍摄缺乏可比性；平行投照技术能克服上述缺点，但特殊装置的使用限制了其应用；全景片可显示颅颌面下半部的所有影像，但影像重叠使其对细微结构的分辨度较差。上述二维X线检查均可能导致对骨破坏程度，以及与邻近重要解剖标志关系的误判[1]。锥形束CT(cone beam computer tomography，CBCT)作为诊断工具已被逐渐应用于包括正畸、牙体牙髓病、牙周病、种植、颌面外科等口腔临床各学科[2-3]。

1 CBCT的原理

螺旋CT的射线源为扇形X线束，通过线状探测器接收数据，获得一维初始图像，并将其重组得到二维图像。重建三维结构，需堆积多个二维图像。CBCT采用锥形X线束，围绕投照体360°环形投照，其二维面状探测器获得的初始数据即为二维的，重建后能够得到三维图像。与传统X线影像技术和传统CT相比，CBCT能以较小的辐射剂量清晰显示颌面部三维立体结构，全口根尖片的辐射剂量为72.32 μSv，全景片为10～23 μSv，CBCT为传统CT的1/400，仅249.1 μSv[4]。

2 CBCT用于牙周检查的灵敏度与准确性

2.1 动物模型研究

有学者通过构建体外模型，研究CBCT测量牙周组织缺损的准确性。Bayat等[5]构建了羊下颌骨牙周缺损模型，结果发现，CBCT在I度根分叉病变、三壁骨缺损、骨开裂、骨开窗的检出率分别为71%、72%、76%，明显优于根尖片的19%、27%、17%。Almeida等[6]关于猪下颌骨牙周模型研究则认为，在检测邻间骨吸收时，CBCT与根尖片平行投照技术的表现并无显著差异。Salineiro等[7]构建了猪下颌第二磨牙根分叉病变模型，CBCT与根尖片检查的准确率分别为72.5%～80.0%和42.5%～62.5%，前者的灵敏度更高。Fleiner等[8]分别采用牙周探针直接测量和CBCT测量人尸体牙槽骨吸收量，结果发现，采用垂直于牙齿长轴的三维坐标系统，以釉牙骨质界和牙槽嵴顶为参考标志，CBCT和临床测量之间的总体偏差在0.36～0.69 mm，83%的位点测量没有差异。尽管上述研究的研究对象不同，牙槽骨吸收的形态和程度亦存在较大差异，但CBCT均能对牙槽骨吸收量进行准确、可重复的定量测量。

2.2 临床研究

在临床实验中，Goodarzi等[9]研究30例患者38颗牙齿的4个面(颊面，舌/腭面和近、远中面)，将牙槽骨吸收分为四度：正常(0～1.5 mm)、轻度(1.6～3.0 mm)、中度(3.1～4.5 mm)和重度(>4.5 mm)。结果发现，所有部位CBCT测量与术中直接测量的准确性均无差异。Guo等[10]采用CBCT与术中探诊分别测量了6名患者11颗磨牙与14颗前磨牙的6个位点(近颊、中颊、远颊，近舌/腭，中舌/腭，远舌/腭)的骨吸收量，二者的测量结果无明显差异。在根分叉病变的诊断中，有学者采用CBCT和口内探诊检测了15例重度慢性牙周炎患者的174个根分叉位点，结果发现上颌磨牙的远中、颊侧、近中，下颌磨牙颊侧、舌侧位点，26.3%，39.5%，44.7%，63.3%和46.6% 的根分叉病变仅CBCT能够检查出，其灵敏度明显高于牙周探针测量[11]。Qiao等[12]的研究则认为，CBCT术前评估0～3度根分叉病变的结果与术中探针检查结果高度一致。Anter等[13]评估CBCT测量牙槽骨吸收的误差，最小平均误差为0.19 mm，最大平均误差为1.27 mm。已有的研究表明，CBCT用于临床评估骨缺损的准确性较高，能为诊断与治疗计划的制定提供较为准确的参考。

2.3 参数设置

有学者研究CBCT的参数设置对检查结果的影响。Al-Okshi等[14]的研究表明，曝光参数选择80 kV，5 mA，17.5 s或更大电流，更长时间，图像质量较好。Kolsuz等[15]提出，牙槽骨缺损检测的临界点为0.150 mm3体素(图像处理时，CT将选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素)等[16]则认为，检测大鼠磨牙根分叉病变时，采用不同体素设置(0.076 mm3、0.100 mm3、0.200 mm3)得到的CBCT图像，在没有显著差异。

3.1.1 骨形态测量 Siddiqui等[18]采用CBCT比较45例患者采用不同成骨材料手术前后Ⅱ度根分叉病变的变化，测量中，将根分叉穹窿顶点到颊侧骨板连线的距离定义为“根分叉病变的水平深度(H-DOF)”，根分叉穹窿顶点到牙槽嵴顶的距离定义为“根分叉病变的垂直高度(V-HOF)”，以此为参数进行比较。Asmita等[19]用类似的设计比较了2种生物活性玻璃的成骨能力，术后6个月垂直高度的变化分别为1.81 mm和1.85 mm，水平深度变化为1.39 mm和2.27 mm。Shirmohammadi等[20]将牙槽嵴顶到上颌窦底的距离定义为骨高度，比较不同植骨材料用于上颌窦内提升的效果，不同材料组骨高度的增加分别为8.2 mm和7.4 mm，均能精确到毫米水平。

目前，NNT、Mimics等软件已具备三维重建功能，能够更为直观的观察骨缺损的三维形态。但是，尚缺乏利用CBCT三维重建精确测量骨体积的相关研究。

3 CBCT在牙周临床与基础研究中的应用

3.1 硬组织测量

已有学者将CBCT应用于牙周临床研究。Shirmohammadi等[20]用NNT软件比较了不同植骨材料用于上颌窦内提升术后的术区骨密度变化，使用Ostim和Bio-Oss的术后骨密度分别为317HU和294HU。Al-Zahrani等[25]使用i-CAT视觉软件的密度测量工具(灰度值)比较侵袭性牙周炎(前牙822.1 HU，后牙284.2 HU)与牙周健康者(前牙955.5 HU，后牙230.7 HU)的骨密度，发现二者没有显著差异。Ma等[26]通过灰度测量评估前牙颊侧骨板骨密度变化，进而比较慢性牙周炎患者与牙周正常者正畸前后的骨密度差异，结果发现，慢性牙周炎组灰度值从129.62下降到99.53，而对照组则从148.93降低到135.97。

除潘云外，陈大勇不愿当“俘虏”，他和另外一个“鬼子”换了服装，和吴参谋走在一起。孔老一和缺一指刚经历了那么多事，加上一路疲惫，神情沮丧得比“俘虏”还像俘虏。

此外，将特性抗组作为划分电缆故障的方法，分为低阻和高阻。低阻障碍指的是发生故障的电缆故障点在电阻小于200Ω的前提条件下。而高阻障碍则是说直流电压在发生故障时，可以是电缆特性阻抗的10倍。

CBCT在硬组织测量上优势显著，测量方法简单，这是目前应用最广泛的领域。

CBCT也可被用于各种软组织，如牙龈、口腔黏膜厚度的测量比。传统的牙龈厚度检查方法有目测法、牙周探针透射法、穿刺法和超声法等[32]。上述方法中，目测法准确度较低，穿刺法为有创检查，超声法依赖特殊仪器，牙周探针透射法无创，相对简单，但仍为主观定性检测。CBCT可进行定量检测，但存在一定辐射，且需要排除口内其他软组织，如唇颊软组织和舌体的干扰。常用方法包括开口器法[33]、开口器+压舌板法[34]、棉卷法[35]等。开口器与棉卷能够较好暴露颊侧牙龈，压舌板能排除舌体对上颚软组织的干扰。由于在CBCT图像上定位明确，釉牙骨质界是最常见的测量点，Nikiforidou等[35]、La Rocca等[36]和曹洁等[37]均采用此标志点对前牙颊侧牙龈厚度进行了测量。此外，牙槽嵴顶下2、3、4mm 与根尖处也被不同研究者所采用[35-36]。Barriviera等[34]则采用CBCT测量了距离膜龈联合2、5、8、12 mm处的黏膜厚度。已有较多学者采用CBCT测量了不同部位的牙龈厚度，但尚缺乏一致性的测量标志点。

3.2 软组织测量

3.1.3 其他硬组织测量 CBCT在诊断根裂、牙槽骨开裂、骨开窗等方面亦有明显优势。Wang等[27]以Micro-CT为标准，比较根尖片与CBCT诊断离体牙裂纹的灵敏度，研究生组的结果分别为22.73%和77.27%，牙体牙髓病学专家为8.19%和81.81%，放射学专家则为11.36%和88.64%，CBCT对于影像学诊断和临床经验的依赖度更低。Kobayashi-Velasco等[28]比较正常清晰度(体素0.20 mm，400帧和辐射暴露5.6 mGy)和高清晰度(体素0.15 mm，500帧和辐射暴露7.0 mGy)两种方案拍摄的CBCT诊断犬牙槽骨骨折与牙根裂的敏感性与特异性，结果没有统计学差异，建议使用辐射较小的正常拍摄参数。Nowzari等[29]采用CBCT测量骨开裂或开窗，发现距牙槽嵴顶6～10 mm处有12%开窗，而在5 mm内则没有发现。Zekry等[30]报道，距上前牙牙槽嵴顶1 mm处有9.9%～28.8%骨开裂，距牙槽嵴顶3、5 mm处分别有13.9%～31.5%和23.2%～58.8%的骨开裂。在Ghassemian等[31]的研究中，具有开窗或骨开裂的牙齿分别为3.0%～7.5%和3.0%～6.1%。尽管报告的百分比存在一定差异，但CBCT诊断骨开窗或骨开裂的敏感性和准确度是可以肯定的。

CBCT也被广泛用于颅颌面的影像研究。上颌窦底邻近牙根，容易受牙周破坏的影响。上颌窦底形状常不规则，根尖片和全景片为二维影像，不能反映此区域全貌，检测上颌窦病变的可靠性欠佳[38]，CBCT在确定牙槽骨缺损和上颌窦底关系方面具有较大优势。Goller-Bulut等[39]测量了582颗上颌磨牙和587颗前磨牙的根尖黏膜厚度，认为其大于1 mm时存在黏膜增厚，结果发现67.2%的部位无黏膜增厚，33.8%的部位存在黏膜增厚，其中54.9%厚度为2～4 mm，26.4%为4～10 mm，18.7%为大于10 mm，并且与牙周槽丧失显着相关。

4 三维重建的探索

CBCT的原始数据可通过不同技术进行可视化，如等值面、直接体积绘制、多平面重建、最大密度投影和平均密度投影等。Patcas等[17]评估了上述方法的精度，认为多平面重组图像的测量最为准确。以上研究结果均缺乏同类研究的支持，还需在实践中进一步摸索。

3.1.2 骨密度测量 随着种植治疗的开展，术前评估的要求日益增高，医生们不再满足于骨高度和宽度的测量，开始将目光投向骨密度与体积。双能X线吸收测定法(dualenergy X-ray absorptiometry，DXA)已被公认为获得患者脊柱或髋关节骨密度的标准临床技术。然而，DXA仅能提供骨密度低分辨率(约500 μm)的2D图像[21]，不能精确描绘小梁水平(50～200 μm)的松质骨结构[22]。高分辨率(1 μm)的3D micro-CT能比其他CT更准确的描述骨形态和组织密度。然而，micro-CT对于相同尺寸样品的扫描时间较长，辐射剂量更高。相较之下，CBCT能在更小辐射和更短暴露条件下，提供相对较高的图像分辨率(125 μm)。全身CT扫描中，亨氏单位(Hounsfield，HU)用于评估穿透组织的X线衰减程度。CBCT测量中，X线衰减程度用灰度值表示。致密材料能吸收更多能量，导致更多衰减，重建扫描图像时，衰减值被转换为数字图像中的灰度值。Kim认为，灰度值在CBCT图像中等同于材料密度[22]。也有其他研究验证了这一理论。Razi等[23]用不同的CBCT(NewTom VG，Scanora Soredex 3DX和Planmeca Promax 3D)测量同一羊头骨样本得到的灰度值分别为616、619、633，而多层螺旋CT的测量结果为685 HU，CBCT的灰度值与多层螺旋 CT的骨密度单位HU之间存在线性关系。Parsa等[24]用多层计算机断层扫描测量了20例人尸体下颌骨样本，其密度为60.0～507.6 HU，而CBCT测量的灰度值为161.6～665.6，二者具有较强相关性。骨体积与组织体积之比(bone volume/total volume, BV/ TV)为Micro-CT测量的重要指标，Parsa等采用CBCT测量的BV/TV为36.79，与Micro-CT测得的32.35的结果无明显差异，且高度相关。上述研究表明，骨密度是描述骨微观结构的可靠参数，CBCT能提供较为准确的骨密度测量。

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使用三维重建软件后，CBCT也可更直观的进行牙齿面积的计算。Park等[40]尝试采用Mimics软件中的区域区分法将牙齿与颌骨分离，去除其余部分，三维重建28颗牙齿，将3D模型转换为有限元格式(STL)文件，导入3-Matic程序中。他通过创建曲线(平滑曲线、吸引曲线或3-Matic中的附加曲线)，识别并绘制釉牙骨质界，通过表面切割，分离牙冠和根部，去除冠部，进而测量3D模型的牙齿面积。

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目前，CBCT已经在牙周病学临床和基础研究中广泛应用，其诊断牙周组织缺损的灵敏度与准确性得到了多项研究的肯定。除了常规的硬组织线型测量，它还具有骨密度、体积、面积和软组织测量等多种功能，并能准确判断骨缺损与周围邻近解剖结构的相互关系。配合计算机软件，CBCT还可以进行力学分析、手术模拟等，在未来的牙周精准医疗中必将发挥更大的作用。

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