随着人民生活水平和公民审美素质的迅速提高, 牙列不齐对美观的影响已引起人们的高度重视, 要求牙齿矫正者呈逐年上升趋势。以往在牙齿正畸前要摄X射线平片和曲面断层片, 但上述检查的影像常因有变形、放大、重叠等缺点而不能客观的反映颌骨、牙齿及埋伏牙的情况。近年来, 随着MSCT技术的飞速发展, 尤其是64层MSCT的问世, 其在口腔医学领域的应用越来越广泛, 随之而来的X射线辐射损伤问题受到重视。CT辐射剂量对人体潜在的危害及剂量管理已经引起了放射防护学家、放射学家、医用物理学家及政府管理者的高度关注, 在CT检查中如何减少患者的受照剂量正成为国内外学者的研究热点。

1 MSCT在牙齿正畸中的应用

埋伏牙是造成恒牙移位和牙列紊乱的重要原因。牙齿正畸前, 除了需要对牙齿位置、牙弓、牙列观察外, 更重要的是观察有无埋伏牙。处理好埋伏牙对正畸的最后效果非常重要, 不同部位和不同生长形式的埋伏牙治疗方法不同。清楚地显示埋伏牙与牙列整体对牙齿正畸医生来说十分重要, 可以指导制定牙齿正畸的最佳方案。

MSCT可将连续断层CT扫描的信息经计算机处理后重建出牙齿立体形态图像, 清楚显示牙齿相互之间的立体关系。立体显示颌骨内埋伏牙的位置、形态及与邻近牙的空间距离, 对颌骨内阻生牙、多生牙的数目、大小、形态显示更为准确。并可观察埋伏牙位于牙列的唇侧或是腭侧以及其与相邻恒牙胚和牙根的距离或嵌入关系, 还可直观显示埋伏牙与重要解剖结构(如上颌窦、下颌神经管)的关系, 从而为进一步的治疗设计或手术前入路的选择提供准确的信息。

CevidanesLH等^[1]通过更详尽的研究总结道:通过MSCT三维重建可以了解牙根的倾斜度和转矩、阻生牙和多生牙的位置, 种植体植入骨的厚度和形态、手术计划时骨切开的位置; 还能了解牙根吸收、发育过度、髁突的异位和形态异常; 对面部左右两侧的形态差异也有诊断价值; 此外, 还可评估软组织和气道的三维关系。对于颅面部三维CT图像技术在临床实践中的应用潜力和局限性, ChanHJ等^[2]查阅了大量文献后总结道, 随着持续不断的研究和技术的发展, 颅面部三维CT图像技术很可能成为未来口腔正畸领域的有用技术。

冼淡等^[3]探讨了螺旋CT三维重建技术在埋伏牙定位中的合理应用方法。罗小平等^[4]对疑诊为上颌埋伏牙病例行上颌牙轴位螺旋CT容积扫描, 应用多层螺旋CT图像后处理技术作MPR和三维重建, 获得单纯牙体任意方向的三维立体图像或任意曲面的断层像, 能立体全方位地显示上颌骨埋伏牙的形态、位置、萌出方向及其与周围组织的关系。韩本谊等^[5]综合探讨了螺旋CT扫描在正畸中的临床应用价值, 通过SSD、MIP及MPR等技术提示了三维重建是一种能展示牙齿立体形态影像的新技术, 轴面图像、MIP、SSD及MPR联合应用能明确病变性质, 立体、直观、多方位提供临床医师所需信息, 有利于治疗方案的选择。王铁梅等^[6]的研究也发现螺旋CT三维重建技术能清晰显示颌骨埋伏牙形态、唇腭侧位置及与牙列、邻牙的关系, 所以对正畸牵引治疗和颌骨外科手术都具有极为重要的意义和发展前景。

利用三维CT资料进行三维有限元的研究也是一个热点。张晓惠等^[7]将一志愿者的螺旋CT扫描资料, 通过软件PRO/ENG INE ER 2001和ANSYS8.0建立颅上颌复合体三维有限元模型, 模型具有较好的力学和几何学相似性, 为临床探索正畸正颌外科手术的生物力学机制提供了研究手段。顾永佳等^[8]结合Ansys三维有限元软件对CT影像进行分析处理和加工, 快速建立了包含直丝弓矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型, 具有较好的力学和几何学相似性, 可被用来进行牙齿移动的生物力学研究。邓锋等^[9]的研究发现应用高精度螺旋CT成像、Minics和Abaqus相结合的方法建立可灵活组装、含微植体的上颌骨三维有限元模型是切实有效和可行的。这些研究模型都是相关生物力学研究的手段, 也将间接对临床矫治技术有相应的指导意义。

2 MSCT低剂量扫描研究现状

MSCT可以在短时间内获得大量高质量的图像, 清晰的图像和对病变的良好显示加剧了临床对CT的依赖, 导致MSCT过量使用。MSCT扫描层面越来越薄, 达到一定分辨率所需的射线剂量必然增加, 如不控制受检者的剂量, MSCT高的辐射剂量必将成为其应用的制约条件。临床工作中, 降低辐射剂量主要应服从国际放射防护委员会(ICRP)辐射防护三原则:①实践的正当性; ②辐射防护的最优化; ③个人剂量限值。另外, 放射检查中应该遵循“合理达到尽可能低(as low as reasonably achievable, ALARA)”原则, 以最低剂量来获取满足临床需要的诊断性影像。

被检者所接受的剂量较常规剂量降低20%以上才能确认为剂量降低。CT低剂量检查可通过以下措施实现:①硬件方面, 如开发更精密的准直器和效率更高的探测器等; ②软件方面, 如开发更好的计算程序、更好地降低噪声和减少伪影的软件等; ③更合理地优化扫描参数, 针对被检部位和检查目的, 采用个体化的扫描范围、管电流、管电压和螺距等。剂量降低使影像的噪声水平增加, 信噪比下降, 影像质量降低, 我们必须在现有设备条件下面对影像质量和辐射剂量之间的矛盾, 在剂量和影像质量之间寻求一种平衡。

Naidich等^[10]在1990年便对肺部低剂量扫描进行了研究, Marmolya等^[11]于1991年对鼻窦低剂量扫描进行了研究。总体来看, 国外低剂量CT研究较国内更加全面和深入。我国低剂量CT研究起步较晚, 至今已走过了10年的时间。聂永康等^[12]对无症状的300例体检者胸片及CT进行了前瞻性研究, 筛检结果表明低剂量螺旋CT明显提高了对肺内非钙化小结节及支气管细微病变的检出, 可检出早期肺癌。王敏杰等^[13]通过研究认为低剂量CT扫描技术已能基本满足胸部平扫的诊断要求, 尤其在发现病灶方面已能和常规剂量扫描一致。周阳泱等^[14]通过对鼻窦低剂量CT扫描的研究, 认为在单纯降低mA的条件下, 受检者所接受的射线剂量明显减少, 虽然图像噪声有所增加, 但图像仍能保持较好的诊断质量。Mulkens等^[15]和Lutz等^[16]分别对脊柱和颞骨的低剂量检查进行了探讨, 亓恒涛等^[17]的研究也表明降低管电流是一种切实可行的降低辐射剂量的颞骨扫描方法。

CTA的低剂量扫描是近几年来的研究热点。Hohl等^[18]于2006年对CTA的低剂量扫描进行了初步探索和研究, 高建平等^[19]在64层MSCT心脏成像时应用后过滤(C2)重组可在保证图像质量不变的前提下降低约30%的管电流。近年来, 对于冠状动脉CTA检查, 降低辐射剂量的途径主要包括降低管电压和管电流、增大螺距、心电图(ECG)电流调制技术、前瞻性心电门控序列扫描模式、采用前置滤线器、噪声滤波以及BMI调制电流等综合技术措施。

2005年国内部分学者首次呼吁重视CT检查的剂量问题; 2006年, 中华医学会医学影像技术分会提出了“接受适度噪声”的学术导向口号; 2008年、2009年中华放射学杂志的述评和专家论坛也呼吁要重视CT检查中的辐射剂量, 支持合理的低剂量CT检查, 对CT低剂量进行系统的研究并制定出相应的规范和标准, 将X射线检查低剂量成像方法学的研究推向新的高潮。

3 MSCT低剂量扫描在口腔正畸学领域中的应用

依据CT成像理论, 病变的发现及内部结构的显示取决于CT的空间分辩率, 空间分辩率与被测器官和组织间的密度差别有关。对于组织与气体、骨与软组织这样呈高对比的器官和部位(如颞骨、鼻窦、骨骼), 由于组织之间存在着良好的密度差别, 低剂量CT扫描导致的噪声一定程度的增加不会使组织间对比度明显下降, 使这些部位CT低剂量扫描成为可能。颌骨、牙齿与周围的软组织形成天然的高对比, 其图像主要追求空间分辨力, CT扫描时一定程度的剂量降低对影像的高对比分辨率(空间分辨率)影响甚小。降低mA扫描会增加图像噪声, 但主要影响密度分辨率, 只要背景噪声不影响颌骨、牙齿的观察, 从诊断角度来说也是可以接受的。另外, MSCT三维重建技术在口腔正畸领域应用的目的主要有:①显示牙齿与颌骨的轮廓、整体形态以及牙齿排列与颌骨之间的关系; ②显示牙齿全貌、牙齿纵向排列; ③显示根尖骨质、根尖与牙槽骨的局部关系; 而把对口底软组织的观察放在其次。

国外已开始了对牙齿CT低剂量扫描的临床研究, 意大利罗马TorVergata大学牙齿正畸中心BallantiF等^[20]用16层MSCT对17例牙齿矫形病人行低剂量CT扫描研究后认为:与120kV相比, 80kV低剂量CT扫描减少了总射线量, 而没有诊断影像信息的丢失, 可用来获得埋伏牙确切位置的信息和治疗路径的规划。牙齿低剂量CT检查在国内同期未见类似报道。

64层MSCT的出现为口腔医学提供了一种很好的检查手段, 但是不可避免的带来了X射线辐射剂量的问题。这个问题在国内外已被引起广泛的关注。由于进行牙齿正畸治疗的病人以青少年居多, 他们大部分处于生长发育期, 其组织细胞分裂、更新速度和比例都高于成人, 对X射线辐射的敏感性是成人的数倍之多。因此, 我们应大力提倡CT低剂量扫描。