CBCT三維頭影測量常用指標的初步探索

李 媛，秦金煒，侯 偉，張淵岫，張正東，王 林

自20世紀30年代頭影測量由德國的Hofrath和美國的Broadbent引入到臨床應用至今，學者們建立的X線頭影測量分析方法已達數十種，通過定位牙頜面各標志點，描繪出一定的線角，進行牙頜面軟硬組織的結構分析，為臨床診斷、治療設計及研究工作提供重要的依據[1-4]。在CBCT廣泛應用于臨床之前，正畸治療診斷中所使用的頭影測量分析都是基于對二維頭顱側位片的測量分析，但是二維頭顱側位片存在頭顱雙側解剖結構重疊、圖像模糊、圖片不規則放大率甚至頭位定位誤差等問題，導致標志點會受所提供的影像信息的限制存在定位不準的問題[5-6]。CBCT提供了三維空間結構信息，使牙頜面的結構清晰可辨，對于定義明確的三維定點容易分辨定位[7]。但目前國內外都還處于建立CBCT三維數據測量的初級階段，依然沿用二維頭影測量的項目，三維頭影測量還未形成一套標準統一的測量系統，三維頭影測量的標志點和測量項目正常值的確立需要進一步的研究。本研究通過比較三維轉化頭顱側位片頭影測量與CBCT三維頭影測量兩種測量方法測得的部分臨床常用指標的結果的相關性，初步探索使用CBCT三維定點方法測得的頭影測量結果是否可以類似三維轉化頭顱側位片(二維)頭影測量結果反映出錯牙合畸形患者牙頜面的形態，為三維頭影測量系統的建立提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2013年1月—7月至南京醫科大學附屬口腔醫院口腔正畸科就診，因治療需要拍攝CBCT，且符合以下納入標準的錯牙合畸形患者100例。納入標準：①年齡≥11.0歲，<14.0歲；②上下頜中線與面中線基本一致；③無中切牙缺失、缺損，左右中切牙基本對稱、無明顯近遠中向傾斜；④CBCT顯示中切牙牙根形成；⑤無牙周病史、無前牙外傷史、無正畸治療史；⑥身體健康，無全身系統性疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 三維轉化頭顱側位片頭影測量指標的定義(2D指標) 使用Dolphin imaging 11.0軟件生成三維轉化頭顱側位片。將CBCT圖像用NNTViewer軟件(Version 2.19，QR srl，意大利)轉化成DICOM格式，導入Dolphin軟件生成三維重建圖像，分別校準冠狀面、矢狀面和FH平面。校正標準為：①左右側眶下緣點連線基本與冠狀面平行；②左右側的眶下緣點—耳點連線分別基本與冠狀面平行；③FH平面與正中矢狀面基本垂直，并且根據傳統頭顱定位儀的定位方法，保證FH平面與地面(即冠狀面)平行。將校準后的三維重建圖像進行頭顱側位片轉化，并在轉化過程中進行微調，得到最大重疊的三維轉化頭顱側位片，并將其導入Cephalomethic 1.0軟件,選取反映上下頜骨矢狀向位置關系、垂直向位置關系、以及上下前牙唇傾度情況的臨床常用的8項頭影測量指標進行二維測量，測量指標包括SNA、SNB、ANB、SN-MP、U1-SN、U1-NA、L1-MP和L1-NB[8]。

1.2.2 CBCT三維頭影測量指標的定義(3D指標) 對應三維轉化頭顱側位片(二維)頭影測量指標的定義，自定義相應8項頭影測量指標的三維定義方法(表1)，在MIMICS 15.0軟件中使用多平面重建(multi-plane reconstruction, MPR)定點法，對各個標志點在冠狀面、矢狀面、水平面三個平面上進行三維定點，對于GoL和GoR點的定位參考了三維重建圖像進行定點[9-10]。

表1 CBCT三維頭影測量項目的定義

1.3 統計學方法

所有測量均由同一測量者完成，間隔1個月后重復測量1次，數據結果取兩次測量的平均值。對兩種方法的測量結果采用配對樣本t檢驗和擬合優度檢驗進行統計學分析。所有檢驗均采用SPSS 21.0軟件，以P<0.05(雙側)作為判斷是否有統計學意義的標準[11]。

2 結 果

本研究納入的100例研究對象中，男46例，女54例，平均年齡為(12.4±0.8)歲。其中，男性平均年齡為(12.5±0.8)歲，女性平均年齡為(12.4±0.7)歲。

三維轉化頭顱側位片(二維)頭影測量與CBCT三維頭影測量兩種頭影測量方法的結果見表2，兩種頭影測量方法的8項指標的結果間均存在相關性。

表2 兩種頭影測量方法的統計量和相關系數

對兩種頭影測量方法的結果的配對樣本t檢驗結果表明，兩種頭影測量方法的8項測量指標的結果間的差異均有統計學意義(P<0.05)(見表3)。

表3 兩種頭影測量方法的配對樣本t檢驗

本研究對兩種頭影測量方法的8項測量指標的結果進一步進行了擬合優度檢驗，發現7項測量指標擬合程度較高(0.8

表4 兩種頭影測量方法的擬合優度檢驗

3 討 論

一般將替牙期結束(11歲左右)到第二恒磨牙建牙合(14歲左右)前，定義為恒牙牙合早期。此期人群的上下中切牙的牙根一般都已經形成[12]，且此時牙根處于形成后的初期，受外界影響的時間較短，更能反映牙齒形態的原貌[13]，便于頭影測量中切牙根尖標志點的定位。恒牙牙合早期也是大部分錯牙合畸形實施固定正畸矯治的適宜年齡，所以本研究選擇11～14歲的恒牙牙合早期錯牙合畸形患者作為研究對象。

本研究中選擇三維轉化頭顱側位片作為二維頭影測量的研究對象，既避免不必要的傳統頭顱定位側位片的拍攝，減小X射線的輻射量，也是考慮到三維轉化頭顱側位片的圖像相對于傳統頭顱定位側位片，不存在放大率的問題，測量結果更加反映真實情況[14]。張瑩瑩等[15]的研究中CBCT 轉化頭顱側位片影像53%的測量精確度高于傳統頭顱定位側位片，SNA、ANB、SN-MP、FH-MP的測量可重復性明顯優于傳統頭顱定位側位片，說明在傳統頭顱定位側位片上難以定位的A 點、Go點在CBCT 轉化頭顱側位片中定點誤差減小，這也與劉怡等[7]的研究結果相似。在三維頭影測量系統尚未建全之前，對三維轉化頭顱側位片進行頭影測量分析，是從二維向三維過渡時期的重要測量方式。

本研究中CBCT三維頭影測量使用的是多平面重建(MPR)定點法，多平面重建是CBCT常用的圖像后處理方法，可選擇任意平面中的體素重組成像，在軸向、矢狀向、冠狀向聯合定點，對于定義明確、可重復性高的定點，因為在圖像上的結構清晰可辨[16]，所以可以準確定位標志點并在標志點依次定位后，由計算機一次性計算出定義的測量項目的結果。但三維空間比二維平面增加了一個維度，所以三維結構的定點不同于在同一平面上的二維測量[15]，如耳點的定位[7]，在二維頭顱定位側位片上定義為外耳道影像的最上緣，但在三維空間中，由于側位方向透視深度的不同，從外耳道外緣到耳道深部均有可能成為定點的標志，因此三維測量中有些標志點的定義尚待進一步明確[17]。本研究中選取SN-MP指標來反映上下頜骨垂直向位置關系，而沒有選擇二維頭影測量中同樣常用的另一種指標FH-MP，正是考慮到避免涉及三維頭影測量中尚未定義明確且可重復性不高的耳點。

本研究選擇了臨床上常用的8項頭影測量指標作為研究對象，對其三維頭影測量方法的定義進行了初步探索，選擇的指標包括反映上下頜骨矢狀向位置關系的SNA、SNB、ANB，反映上下頜骨垂直向位置關系的SN-MP，反映上前牙唇傾度情況的U1-SN、U1-NA，和反映下前牙唇傾度情況的L1-MP、L1-NB。在三維頭影測量中，這8項指標涉及到13個三維定點，其中9個骨性定點，4個牙性定點。9個骨性定點中，除了左右側下頜角點 GoL和GoR與正中矢狀面距離相對較大，其余7個骨性定點都定義于正中矢狀面上，4個牙性定點接近正中矢狀面，且納入標準中要求中切牙無明顯近遠中向傾斜，所以在8項指標的二維與三維頭影測量結果的擬合優度檢驗中，除涉及到GoL和GoR定點的SN-MP指標為擬合程度中等(0.5