CBCT用于分析后牙區松質骨骨體積分數的可行性研究

[摘要]目的：通過對比經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松質骨骨體積分數，探討CBCT用于評價頜骨松質骨骨質的可行性。方法：選取2020年6月-2021年8月就診于中國科學技術大學附屬第一醫院口腔醫學中心的種植患者作為本實驗的研究對象，共37例患者，其中女21例，男16例，平均年齡（45.03±13.23）歲，在擬種植區共取出39塊完整骨塊；術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骨骨體積分數，用松質骨測量軟件CTAn測量擬種植區松質骨骨體積分數，比較不同方法測量的結果是否有差異。結果：通過病理測量的松質骨骨體積分數在后牙區、上頜后牙區、下頜后牙區分別為（43.84±11.31）%、（45.20±10.61）%及（41.67±12.03）%；CTAn測量的松質骨骨體積分數分別為（43.65±11.20）%、（45.10±10.52）%及（41.32±11.86）%，兩種測量方法所得結果差異無統計學意義（P＞0.05）。結論：可通過CBCT資料分析頜骨松質骨骨體積分數，對頜骨松質骨質量做出客觀性評價。

[關鍵詞]錐形束CT；骨體積分數；松質骨；口腔種植；骨小梁結構參數

[中圖分類號]R783.5" " [文獻標志碼]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

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

CBCT目前廣泛應用于口腔種植術前評估及術后評價，對擬種植區骨量的評估具有重要參考價值[4]，但CBCT對頜骨松質骨的分析的準確性仍具有爭議。目前臨床上將影像學診斷、實驗室檢查及病理學診斷三種方式認為是臨床醫學診斷的重要組成部分，而病理學診斷屬于直接診斷，常被醫師譽為診斷的“金標準”[5]。在本課題組的研究中，在種植術時從擬種植區取出骨塊（本應該在種植術中磨除的骨塊），將骨塊制作成骨組織切片進行組織學測量，得到關于骨質的數據相比較其他測量方法更為準確，因此本實驗擬從松質骨的角度，通過將種植患者的CBCT影像學資料導入松質骨分析軟件CTAn中測量獲得骨體積分數與通過骨組織切片測量的骨體積分數進行對比分析，探究CBCT分析頜骨松質骨骨質的準確性，以期在術前對擬種植區的骨質做出更精準的評價。

1" 資料和方法

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

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

1.1.2 排除標準：①不符合種植手術適應證者，不能耐受種植手術患者；②口腔衛生狀況較差，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骨質疏松癥、腎臟疾病或鈣代謝紊亂癥患者。

1.2 主要儀器和設備：CBCT機（SS-X9010DPro-3D，合肥美亞光電技術有限公司）、Case Viewer軟件（2.2，3D HISTECH，匈牙利）、圖像分析軟件Image Pro Plus 6.0、醫學三維重建軟件Mimics Research20.0、CTAn軟件（布魯克skyscan，比利時）、KaVo牙種植機（KaVo公司，德國）、取骨鉆（外徑2.3 mm，內徑1.7 mm）。

1.3 方法

1.3.1 通過骨組織切片測量擬種植區松質骨骨體積分數：常規手術前消毒鋪巾，局部麻醉后切開術區軟組織，翻開黏膜骨膜瓣，完全暴露術區的骨面，在制備種植窩前用取骨鉆取出擬種植區的骨塊，取下的圓柱形骨塊用黑色絲線標記牙槽嵴頂方向，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后將骨塊進行處理包埋，石蠟切片機沿牙槽嵴頂至根方將骨塊三等份進行切片，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，并調整切片位置（見圖1），根據頜骨骨小梁微結構形態確定皮質骨與松質骨的分界[6]，美國骨礦研究協會（ASBMR）提出的測量方法計算出切片松質骨的骨體積分數（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，每一骨塊松質骨的骨體積分數均由2名熟練掌握上述測量方法的醫師測量后取均值。

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

1.4 統計學分析：本研究采用SPSS 26.0軟件分析數據，經檢驗兩種不同方法測量同一骨塊松質骨的所獲得的骨體積分數均符合正態分布，用（xˉ±s）表示，采用配對t檢驗對實驗結果進行分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

通過病理和影像資料測量擬種植區的同一骨塊的松質骨骨體積分數結果如下表，骨組織切片測量的松質骨骨體積分數與CTAn測量的松質骨骨體積分數在后牙區、上頜后牙區、下頜后牙區均差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

3" 討論

種植體良好的初期穩定性是頜骨與種植體完成骨結合的重要因素，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，與種植體的不同規格、術區骨質量等因素均有密切關系[7-9]，在整個種植過程中，頜骨骨質與種植成功與否密切相關。本實驗的研究目的是評估CBCT診斷骨質量的客觀性，在術前可無創精確地評價術區的骨質，從而做出更精準的設計。在種植術前對擬種植區頜骨骨質質量的評判標準一直是臨床上研究熱點，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檢查，在口腔種植領域成為不可或缺的一部分，它對擬種植區骨量以及骨缺損的評估具有重要參考價值[10]，但是對骨質評價的客觀性還仍存在一定的爭議性。本實驗是將種植前拍攝的CBCT影像資料導入CTAn軟件中測量，并未在DCTViewer（CBCT自帶讀圖軟件）軟件中直接測量，這是由于松質骨在DCTViewer中顯像較差，在CBCT中表現為灰度值較低，顯像模糊、界限不清晰[11]，在CTAn軟件測量出的結果更加準確。

松質骨是由許多針狀或者片狀的骨小梁相互交織而成，微觀狀態下形態呈海綿狀，從微觀上測量得到的骨小梁的微結構是分析松質骨骨質重要參數[12]。目前國內外對骨小梁結構評估多采用顯微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]，因此不能直接應用于臨床。對于頜骨松質骨微結構的研究，國外絕大多數專家多用動物做研究，也有在人體尸骨上的研究[14]，另有一些實驗研究發現通過顯微CT測量出的骨小梁參數值與CBCT測量出的骨小梁參數值與差距較大[15]。但本實驗獲取的骨塊是在種植術前直接從擬種植區取出，CTAn軟件測量擬種植區CBCT獲得的松質骨數據直接與通過骨組織切片測量的數據直接比較，實驗結果更具有說服力。本實驗著重研究松質骨骨體積分數，在CBCT讀片過程中發現Ⅱ、Ⅲ類骨的皮質骨與松質骨灰度值差距較大，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。

本實驗借助CTAn軟件對擬種植區的松質骨進行分析，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驗數據測量誤差[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。本實驗也具有一定的局限性：①納入病例時只選擇了后牙區取出的骨塊，這是由于無論在CBCT圖像下還是在骨組織切片中，后牙區松質骨與皮質骨較易區分，前牙區的頰舌向骨質較窄，較難取出完整的骨塊，客觀上減少了測量誤差；②上后牙較下后牙區取出的骨塊較少，是因為上后牙骨質相對疏松，相對較難完整取出。

綜上，從實驗結果看，使用CTAn軟件分析CBCT資料中擬種植區松質骨骨體積分數與通過骨組織切片測量的結果差異無統計學意義，說明了CBCT在評估松質骨質量方面的客觀可行性，本課題組既往研究也發現CBCT在測量皮質骨厚度方面的客觀性[17]，因此CBCT在術前分析擬種植區骨質量方面的表現是可信的。

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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用于分析后牙區松質骨骨體積分數的可行性研究[J].中國美容醫學，2025，34（3）：61-64.