320排CT下犬下颌骨和颞下颌关节运动影像的建立

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2 济南军区总医院) 摘要:目的 采用 320 排 CT建立稳定的犬下颌骨和颞下颌关节运动影像。方法 选择 4 只本地健康犬，制作 非金属、阶梯状开口器，每个台阶高度 1 cm，共 7 个台阶。使用 320 排 CT，采用 Jiont-Move ＆ Shot序列进行动态扫 描。动物先采取咬合位，然后使用开口器，张口或闭口时每前进或后退 1 个台阶曝光 1 次。采用 Dynamic重建方式 建立若干容积数据，在 Aquilion one副台或 Vitrea2． 1 工作站上进行后处理。结果 建立了犬下颌骨及颞下颌关节 的运动影像，并得到多个角度和各个断层的不同运动位置的影像( 四维影像) 。每次扫描有效吸收剂量为 0． 154 mSV，仅为 16 层螺旋 CT的 1 /6。结论 采用 320 排 CT动态扫描，建立了犬开闭口运动中下颌骨及颞下颌关节的 四维影像，为建立人下颌骨及颞下颌关节的运动影像提供了依据。 关键词:电子计算机断层扫描技术; 下颌骨;颞下颌关节; 下颌运动四维影像;犬 中图分类号: R445． 3 文献标志码: A 文章编号: 1002-266X( 2012) 10-0025-03 下颌运动是完成口腔功能的重要途径，在临床 上下颌运动的异常改变是诊断口颌系统疾病和评价 治疗效果的可靠客观指标。如开口度、开口型等下 通讯作者:付崇建 颌运动轨迹的变化是临床上用来帮助诊断颌骨骨 折、颞下颌关节紊乱病、颞下颌关节强直等口腔和面 部疾病及评价疗效的重要手段之一［1，2］。目前已有 学者利用下颌运动轨迹描记仪记录下颌运动轨 迹［3］，通过计算机仿真和建模技术以及计算机三维 52 山东医药 2012 年第 52 卷第 10 期 可视化技术［4］，研究于下颌和颞下颌关节的运动， 但并不能真正客观、生动地再现下颌骨和颞下颌关 节的运动状态。2009 年 10 月 ～ 2011 年 9 月，本研 究采用 320 排 CT，通过自制的开口器，建立犬开闭 口运动中下颌骨及颞下颌关节的影像，为临床建立 人下颌骨及颞下颌关节的运动影像提供依据。 1 材料与方法 1． 1 实验动物 本地健康犬 4 只，雄性，年龄 8 个 月 ～ 1 年，体质量 10 kg左右。 1． 2 开口器的制作和使用 以有机玻璃为原料，制 做 1 个台阶状的开口器( 图 1) ，每个台阶高度 1 cm， 共 7 个台阶。开口器放置于前牙正中，每前进 1 个 台阶，张口度增加 1 cm，最大张口度 7 cm;闭口时每 后退 1 个台阶，张口度减少 1 cm。 图 1 自制有机玻璃台阶状开口器 1． 3 CT扫描方法 使用 320 排 CT，球管旋转 1 周 覆盖范围 16 cm，采用 Jiont-Move ＆ Shot序列进行动 态扫描，扫描参数: 管电压 120 kV，管电流 50 mA， Fov 240 mm，单圈旋转时间 0． 5 s。动物先取咬合 位，然后使用开口器，开口器每前进一个台阶，张口 度增加 1 cm，呈像一次;最大张口度 7 cm，共 7 个台 阶，呈像 7 次分别对应 A1 ～ A7。每次扫描范围为 16 cm，覆盖下颌骨及颞下颌关节。 1． 4 图像处理 使用 Dynamic重建方式，建立若干 容积数据，在 Aquilion one副台或 Vitrea 2． 1 工作站 上，将所有张闭口位置的容积数据一起选中。自动 导入到 3D 模式，即可得到各个位置的容积 VR 图 像，利用电影模式顺序播放。 1． 5 辐射剂量计算 每位受检者进行 CT 检查时 机器自动生成容积 CT 剂量指数 ( CTDIvol) 和剂量 长度乘积( DLP) ，根据公式 DLP × C 换算成有效辐 射剂量( ED) ，其中 C 为换算因子。通过多重加权 CT剂量指数计算出范围为 16 cm 的 DLP 值 ( 多重 DLP值) 。有效辐射剂量通过多重 DLP 值及系数 ( 0． 0021) 获得。全部运动成像与 16 层螺旋 CT 单 次进行有效剂量对比。 2 结果 2． 1 下颌开闭口位 CT 图像 应用开口器开闭口 时的犬头颅侧位扫描影像，可以得到清晰的开、闭口 位图像。见图 2、3。张口位: 张口度 A0 ( 开口初始 位即闭口位) 0 cm、A1 1 cm、A2 2 cm、A3 3 cm、A4 4 cm、A5 5 cm、A6 6 cm、A7 7 cm; 闭口位: 张口度 B0 7 cm、B1 6 cm、B2 5 cm、B3 4 cm、B4 3 cm、B5 2 cm、B6 1 cm、B7 0 cm。A7 与 B0 位为同一位置，A0 位与 B7 位 为同一位置。 图 2 开口位图像 图 3 闭口位图像 2． 2 电影播放模式展示下颌骨、髁突运动影像 通 过播放软件，可以动态观察动物下颌骨和髁突张闭 口时的运动状态( 暴风影音截图) 。 2． 3 射线剂量 320 排 CT单次容积扫描有效吸收 剂量为 0． 154 mSV。对 14 个位置进行动态容积扫 描，全部辐射剂量为 2． 156 mSV。下颌骨 16 层螺旋 CT有效吸收剂量为 0． 95 mSV，320 排 CT 单次容积 扫描有效吸收剂量仅为 16 层螺旋 CT的 1 /6。 3 讨论 CT可精确测定病变的范围和损伤程度，通过轴 62 山东医药 2012 年第 52 卷第 10 期 向二维 CT、多层螺旋 CT多平面重建和三维重建图像 结合分析，极大地提高了颞下颌关节及下颌骨病变诊 断的特异性和灵敏度［4］，其在颞下颌关节及下颌骨病 变的诊断及治疗后的评价作用已被充分肯定［5］。 然而，下颌运动是受双侧颞颌关节支配下的整 体运动，下颌关节结构复杂，且下颌在做咀嚼、吞咽、 语言等各种功能运动时也不是单一方向的转动。颞 下颌关节是人体最复杂的关节之一，惟有用三维运动 分析的方法，才能更准确深入地研究下颌运动。目前 的一些影像技术，如下颌运动轨迹描计仪记录口腔下 颌运动轨迹、借助下颌运动虚拟还原技术、人体建模 技术、医学影像技术等，表现的仅仅是静态影像，运动 功能损伤和损伤后的恢复单从静止的形态学上来评 价远远不够，静止状态正常而运动状态异常的情况经 常出现。因此静止状态的影像不能作为骨关节系统 是否正常的评价指标［4，6，7］。用电影动态方式进行辅 助诊断，给临床提供了全新的诊断方式。 320 排 CT是目前是惟一能够实现真正动态容 积成像的 CT，即对人体内部结构进行四维动态观 察，进行运动功能学四维动态评价［8］。其探测器可 覆盖 16 mm，最少用 0． 35 s 扫一圈就能将整个器官 在瞬间成像，除了能够重现人体脏器的立体结构以 外，还能反映其器官功能状态和血运情况。目前多 用于动态三维 CT 血管造影。在辐射方面，相对于 64 排 CT，受检者的受照剂量减少了 80%，但可获得 同等的影像质量。在数据处理方面，使用了全新版 本的工作站动画( DV) 后处理软件，可在 10 s 内完 成 DV 数据重建，在一些非心脏检查部位 DV 数据 处理速度比 64 排 CT更快。由于 320 排 CT具有动 态成像的功能，辐射剂量大大降低，加之高效的软件 处理系统，从而使下颌骨和颞下颌关节运动成像成 为可能［9 ～ 13］。本研究采用 320 排 CT，单次有效剂量 ( 0． 154 mSV) 为 16 排 CT( 0． 95 mSV) 的 1 /6，结合 工作站后台处理功能，首次建立起颞下颌关节及下 颌骨运动影像。 临床常用的开口器为金属制造，CT扫描后金属 周围容易形成伪影，影响图像的质量。本研究自制 了 1 个有机玻璃台阶状开口器，利用 320 CT建立的 犬下颌骨及颞下颌关节运动影像，可直观展示其下 颌骨和颞下颌关节的运动状态，显示下颌骨和颞下 颌关节运动功能的四维影像，是全新的、区别于单纯 静态的影像。为今后指导人下颌骨和颞下颌关节运 动模型的建立提供依据，有利于临床对颞下颌关节 紊乱病、下颌骨疾病的诊断，有助于对颞下颌关节紊 乱病、下颌骨或颞下颌关节骨折治疗效果的动态评 价。此外，由于本研究采用了多次扫描，动物累计受 照的放射剂量较高，相当于 16 排 CT 扫描 1 次的 3 倍;且下颌前伸和侧方运动范围在 1 cm 左右，目前 还无法真实再现下颌的运动状态，有待于在今后的 研究中进一步完善。 参考文献: ［1］ Eriksson PO，Zafar H，Nordh E． Concomitant mandibular and headneck movement during jaw opening-closing in man［J］． Oral Rehabilitation，1998，25( 11) : 859-870． ［2］Throckmorton GS，Ellis E，Hayasaki H． Masticatory motion after surgical or nonsurgical treatment for unilateral fractures of the man- dibular condylar proeess［J］． Oral Naxillofac Surg，2004，62( 2) : 127-138． ［3］Coran A． Longitudinal variation of maximal mandibular mobity: An intraindividual study［J］． J Prosthet Dent，1987，58 ( 3 ) : 370- 373． ［4］Goto TK，Nishida S，Nakamura Y，et al． The accuracy of 3-di- mensional magnetic resonance 3D vibe images of the mandible : an in vitro comparison of magnetic resonance imaging and computed tomography［J］． Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Endod， 2007，103( 4) : 550-559． ［5］冯大军．影像学技术在上颌骨骨折诊断中的应用［J］． 广东牙 病防治，2006，14( 2) : 156-157． ［6］Saitoh I，Tokutomi J，Hayasaki H，et al． Correlations between in- cisor and condylar movement during lateral excursion in children with primary dentition［J］． Oral Rehabil，2007，34 ( 11 ) : 800- 806． ［7］Kordass B ，Lucas C ，Huetzen D ，et al ． Functional magnetic resonance imaging of brain activity during chewing and occlusion by natural teeth and occlusal splints［J］． Ann Anat，2007，189 ( 4) : 371-376． ［8］王琳琳，董振东． 开启动态容积时代: Aquilion ONE 320 排 CT ［J］． 医疗卫生装备，2010，31( 1) : 13-16． ［9］Van der Bijl N，de Bruin PW，Geleijns J． Assessment of coronary artery calcium by using volumetric 320-row multi-detector compu- ted tomography: comparison of 0． 5 mm with 3． 0 mm slice recon- structions［J］． Int J Cardiovasc Imaging，2010，26( 4) : 473-482． ［10］ Geleijns J，Salvadó Artells M，De Bruin PW． Computed tomo- graphy dose assessment for a 160 mm wide，320 detector row， cone beam CT scanner［J］． Phys Med Biol，2009，54( 10) : 3141- 3159． ［11］Bauknecht HC，Siebert E，Dannenberg A． Image quality and radi- ation exposure in 320-row temporal bone computed tomography ［J］． Dentomaxillofac Radiol，2010，39( 4) : 199-206． ［12］Siebert E，Bohner G，Dewey M，et al． 320-slice CT neuroimag- ing: initial clinical experience and image quality evaluation［J］． Br J Radiol，2009，82( 979) : 561-570． ［13］Randolf K，Eberhard S，Susanne D，et al． 4-D Imaging in cere- brovascular disorders by using 320-Slice CT: feasibility and pre- liminary clinical experience［J］． Acad Radiol，2009，16( 2) : 123- 129． ( 收稿日期: 2012-01-18) 72 山东医药 2012 年第 52 卷第 10 期