常捷，李武，滕永健，趙晶帆

蘭州市第一人民醫(yī)院 a.口腔科；b.CT 室，甘肅 蘭州 730050

常捷1a，李武1b，滕永健1a，趙晶帆1a

蘭州市第一人民醫(yī)院 a.口腔科；b.CT 室，甘肅 蘭州 730050

0 前言

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、工具與材料

（1）使用西門子64排128層螺旋CT機(jī)（SOMATOM Definition AS 128+）（德國西門子4D螺旋容積 CT機(jī)）。CT掃描條件：電壓100 kV，電流50 mA。CT掃描方法：0.6 mm容積掃描成像方法，軸位、MPR（多平面面重建）、CPR（曲面重建）、VR（容積重建）等方法。圖像處理工作站：西門子64排128層螺旋CT配套系統(tǒng)軟件：3D工作站、syngo Dental CT（齒科軟件）、Inspace（4D無間斷實(shí)時(shí)互動(dòng)三維成像技術(shù)）等。

（2 ）手工測量工具。上海申韓量具有限公司生產(chǎn)的游標(biāo)卡尺（精確到0.02 mm）。

（3）印模和模型材料。硅橡膠印模材（Silagum ,德國），模型材料：超硬石膏粉（賀利士，德國）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（3）取模型要求：要求邊緣達(dá)到上、下頜唇頰側(cè)移行皺襞處，暴露所有萌出恒牙以及腭蓋、系帶等解剖結(jié)構(gòu)。

（4）灌模要求：模型清晰準(zhǔn)確、無氣泡、便于測量研究。

（5）研究樣本的形成及測量：將20人的上、下頜兩副配對(duì)模型分別進(jìn)行編號(hào)，依次為1～20號(hào)，組成研究樣本。樣本1為對(duì)1～20號(hào)模型應(yīng)用128層螺旋CT機(jī)配套工站軟件進(jìn)行容積掃描、數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行函數(shù)重建，得到0.6 mm層厚圖像，傳送至工作站，利用軸位圖像、MPR、CPR、VR等方法測量。測量時(shí)將128層螺旋CT 所形成三維圖像調(diào)整到最佳姿態(tài)，確定標(biāo)志點(diǎn)。樣本2為對(duì)1～20號(hào)模型手工確定標(biāo)志點(diǎn)，用游標(biāo)卡尺直接測量。以上操作均在短暫的連續(xù)時(shí)間內(nèi)完成。

1.3 測量項(xiàng)目

（1）牙冠寬度。上下頜4個(gè)切牙牙冠的近遠(yuǎn)中寬度，選擇上下頜每顆牙的近遠(yuǎn)中最凸點(diǎn)間距，分別用UW、LW表示。

（2）牙弓寬度。前段寬度：左右側(cè)尖牙牙尖之間的距離，用UW1、LW1表示；中段寬度:上下頜左右側(cè)第一雙尖牙中央窩間的距離，用UW2、LW2表示；后段寬度：左右側(cè)第一恒磨牙中央窩之間的距離，用UW3、LW3表示。

（3）牙弓長度。以左右側(cè)第二恒磨牙遠(yuǎn)中接觸點(diǎn)間連線為底線，由中切牙近中接觸點(diǎn)向底線所作的垂線，所測垂距為牙弓總長度。此長度亦可分為3段：前段長度：切牙近中接觸點(diǎn)至尖牙連線的垂距，用UL1、LL1表示；中段長度：切牙近中接觸點(diǎn)至第一雙尖牙中央窩間連線的垂距，用UL2、LL2表示；后段長度：第一磨牙近中面連線至第二磨牙遠(yuǎn)中面連線間垂距，用UL3、LL3表示。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

（1）實(shí)驗(yàn)1。由實(shí)驗(yàn)者在樣本1石膏模型上完成CT掃描，用128層螺旋CT系統(tǒng)在所生成的數(shù)字模型上測量相關(guān)指標(biāo)，3周后重新對(duì)石膏模型進(jìn)行掃描并測量相關(guān)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)測量3次，取平均值，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)A。3周后再次應(yīng)用128層螺旋CT系統(tǒng)測量相關(guān)指標(biāo)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)B。將2組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢驗(yàn)系統(tǒng)本身的可靠性。

（2）實(shí)驗(yàn)2。由另一名實(shí)驗(yàn)人員在128層螺旋CT系統(tǒng)所生成的數(shù)字模型上用系統(tǒng)測量軟件測量相關(guān)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)測量3次，取平均值，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C與實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢驗(yàn)系統(tǒng)的可重復(fù)性。

（3）實(shí)驗(yàn)3。由實(shí)驗(yàn)者直接在樣本2模型上用游標(biāo)卡尺測量，每個(gè)指標(biāo)測量3次，取平均值，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D與實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢驗(yàn)系統(tǒng)的精度。

2 結(jié)果

石膏和數(shù)字模型不同指標(biāo)的不同方法的測量結(jié)果，見表1。

結(jié)果表明，不同時(shí)間測量的指標(biāo)差異很小，說明兩種測量方法具有相似的平行效度，該系統(tǒng)具有可靠性，且圖像分辨率高。不同實(shí)驗(yàn)人員測量結(jié)果的差異很小，說明該系統(tǒng)的可重復(fù)性好。128層螺旋CT系統(tǒng)與游標(biāo)卡尺測量的結(jié)果差異很小。效度分析表明，以游標(biāo)卡尺為測量金標(biāo)準(zhǔn)，128層螺旋CT系統(tǒng)測量的誤差在- 0.02～0.02 mm之間，精確度較高。

3 討論

一種測量儀器的可靠性,主要從儀器自身的穩(wěn)定性和可靠性[5]，測量者操作過程的可靠性等幾個(gè)方面考慮。本實(shí)驗(yàn)從儀器本身的可靠性、精確性以及測量者的可重復(fù)性3個(gè)方面對(duì)128層螺旋CT系統(tǒng)測量結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z驗(yàn)測試者對(duì)屏幕圖像標(biāo)志點(diǎn)的分辨能力和重復(fù)性，即測試者對(duì)測量標(biāo)志點(diǎn)辨認(rèn)的可靠性。結(jié)果顯示2次測量之間無顯著性差異，說明經(jīng)CT掃描、三維重建后，數(shù)字模型上的標(biāo)志點(diǎn)清晰準(zhǔn)確，同時(shí)也表明了測試者對(duì)數(shù)字模型標(biāo)志點(diǎn)的確認(rèn)客觀、可靠。實(shí)驗(yàn)2檢驗(yàn)了測量者的可重復(fù)性。實(shí)驗(yàn)3綜合了各種系統(tǒng)誤差可能對(duì)測量結(jié)果造成的影響，對(duì)于被測量的物體，由于表面粗糙程度對(duì)螺旋CT三維掃描的影響較大，因此本研究均使用超硬石膏灌模，這種材料顆粒細(xì)小、致密，模型結(jié)固后表面光滑細(xì)致、無氣泡生成，可以將物體表面物理特性對(duì)測量的精度影響降至最低；同時(shí)，由于石膏模型的保存、管理、轉(zhuǎn)運(yùn)等方面尚有缺陷[6]，因此，測量樣本選取20個(gè)正常人的上下兩副配對(duì)模型，形成2對(duì)研究樣本，一個(gè)樣本在128層螺旋CT掃描的數(shù)字模型上應(yīng)用CT系統(tǒng)測量，另一對(duì)樣本用游標(biāo)卡尺手工測量，這樣可以將這2種測量的誤差降到最低。通過對(duì)比研究，證實(shí)了128層螺旋CT系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和可靠性。通過分析128層螺旋CT系統(tǒng)與游標(biāo)卡尺的測量結(jié)果，驗(yàn)證了128層螺旋CT系統(tǒng)的精度。128層螺旋CT系統(tǒng)測量和手工測量的結(jié)果無顯著性差異，說明CT系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可靠性強(qiáng),可以進(jìn)行準(zhǔn)確的模型測量。不同操作者之間的測量結(jié)果無顯著性差異，說明128層螺旋CT系統(tǒng)可重復(fù)性強(qiáng)。128層螺旋CT系統(tǒng)和手工直接測量的比較結(jié)果表明兩者之間無顯著性差異，說明128層螺旋CT系統(tǒng)的測量是精確的。128層螺旋CT系統(tǒng)最突出的優(yōu)點(diǎn)是能將被測物體表面形態(tài)進(jìn)行數(shù)字化,即可以隨意提取模型表面任意點(diǎn)的三維坐標(biāo),重建后的三維數(shù)字模型還可進(jìn)行各個(gè)方位的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)以及放大縮小,模型能在不改變模型空間坐標(biāo)的情況下得到更精確地顯示。

表1 石膏模型和數(shù)字模型不同指標(biāo)測量結(jié)果 (±s) mm

表1 石膏模型和數(shù)字模型不同指標(biāo)測量結(jié)果 (±s) mm

測量項(xiàng)目 A BCD UW29．59±0．05 29．58±0．01429．59±0．0129．71±0．018 UW134．48±0．1434．48±0．01034．47±0．01134．90±0．020 UW238．46±0．01338．47±0．01438．47±0．01138．37±0．015 UW350．02±0．01550．03±0．01150．02±0．01350．02±0．023 UL19．09±0．0149．08±0．0119．09±0．0139．00±0．021 UL216．87±0．01416．86±0．01116．86±0．01516．84±0．018 UL331．31±0．01431．32±0．01131．31±0．01531．37±0．023 LW23．48±0．01523．47±0．01423．48±0．2123．46±0．018 LW126．42±0．01126．42±0．01026．42±0．01126．39±0．020 LW231．62±0．01331．62±0．01431．62±0．01131．59±0．015 LW342．35±0．01542．35±0．01142．35±0．01342．41±0．023 LL15．46±0．0145．46±0．0115．46±0．0135．43±0．021 LL212．01±0．01412．01±0．01112．01±0．01511．98±0．018 LL326．04±0．01426．03±0．01126．04±0．01526．59±0．02

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Contrastive Research on the Reliability of 128-Slice Spiral CT in the Measurement of Normal Occlusion Model

CHANG Jie1a, LI Wu1b, TENG Yong-jian1a, ZHAO Jing-fan1a
a.Department of Stomatology;
b.CT Room, The First People's Hospital of Lanzhou, Lanzhou Gansu 730050, China

目的 通過對(duì)20副正常模型的128層螺旋CT測量結(jié)果與傳統(tǒng)手工測量結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證128層螺旋CT系統(tǒng)的可靠性、可重復(fù)性、精確性。方法 應(yīng)用128層螺旋CT機(jī)對(duì)正常模型進(jìn)行容積掃描、數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行函數(shù)重建得到0.6 mm層厚圖像，傳送至配套3D工作站、Dental（齒科軟件）、Inspace（4D無間斷實(shí)時(shí)互動(dòng)三維成像技術(shù)）等軟件，利用軸位圖像、MPR（多平面重建）、CPR（曲面重建）、VR（容積重建）等方法測量正常模型的上、下頜牙的牙齒寬度，牙弓長度、寬度等相關(guān)指標(biāo)；同時(shí)用游標(biāo)卡尺手工測量上述指標(biāo)，將兩種測量方法所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果 兩種測量方法具有相似的平行效度。CT系統(tǒng)的測量誤差為-0.02～0.02 mm，精確度較高。結(jié)論 128層螺旋CT可以滿足臨床正畸需要。

128層螺旋CT；模型測量；游標(biāo)卡尺；口腔正畸

Objective To verify the reliability, repeatability and accuracy of 128-slice spiral CT through comparing the measurement results of 128-slice spiral CT of 20 normal chin models with those of traditional manual measurement results. Methods The volume scanning with its data collection of normal chin models were conducted with 128-slice spiral CT. Then the images whose slice thicknesses were 0.6 mm were obtained through function reconstruction and then were transferred to various softwares including the 3D workstation, Dental and Inspace. The related indicators including the teeth width, dental arch length and dental arch width of maxillary and mandibular teeth were measured with axial images, MPR (Multiplanar Reconstruction), CPR (Curve Planar Reconstruction) and VR (Volume Reconstruction) while these indicators were also measured with vernier caliper manually. The measurement data collected from those two methods were analyzed and compared. Results The parallel validity of manual measurement was similar to CT measurement whose measurement error was -0.02～0.02 mm. Conclusion 128-slice spiral CT can meet the clinical orthodontic requirements.

128-slice spiral CT; measurement of chin models; vernier caliper; orthodontics

R445.3；R783.5

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.06.065

1674-1633(2014)06-0173-03

2013-10-09

2014-05-20

蘭州市科技局科研基金項(xiàng)目（07-1-92）。

本文作者：常捷，副主任醫(yī)師，主要從事口腔正畸基礎(chǔ)研究及臨床工作。

作者郵箱：lztia．tian@163．com