上颌快速扩弓后牙及牙槽骨变化的锥束计算机断层扫描测量分析

目的 :使用锥束计算机断层扫描(cone beam computer tomography,CBCT)评价牙及牙槽骨在上颌快速扩弓后的变化。方法:需进行上颌快速扩弓的患者24例,在扩弓前和扩弓后拍摄CBCT作为临床资料,在CBCT上测量上颌第一前磨牙和上颌第一磨牙处的中央窝宽度,上颌第一磨牙的倾斜度,上颌第一磨牙颊侧骨板厚度,使用配对t检验进行统计学分析。结果:上颌第一前磨牙牙弓扩宽度为(3.76±2.15)mm,上颌第一磨牙处牙弓扩宽度为(3.43±2.52)mm。上颌第一磨牙牙冠倾斜度改变:左侧(1.42°±1.05°),右侧(1.59°±1.23°);上颌第一磨牙颊侧骨板厚度减少:左侧(0.71±0.67)mm,右侧(0.69±0.45)mm。结论 :上颌快速扩弓后,在CBCT上测量前磨牙区及磨牙区牙弓宽度明显增加,牙冠颊向倾斜度增大说明牙齿移动为倾斜移动而非整体平行移动。第一磨牙颊侧骨板厚度减少,应严密观察颊侧炎症情况以避免牙周破坏。

任意扫描轨迹下的锥束射线投影数据计算机仿真

为了研究不同扫描方式下的CT重建算法,必须首先获取该扫描方式下投影数据。介绍了一种利用解析几何和求解二次方程仿真任意扫描轨迹下的锥束射线投影数据算法,该方法基于单色射线贯穿物体的衰减理论,通过数学建模与计算机仿真,给出了椭球、圆柱两种典型模型分别在单圆、螺旋线扫描轨迹下的投影数据仿真结果,并利用FDK和PI线重建算法进行验证,证明了该种数值仿真方法的正确性。从而为不同扫描方式下的CT重建方法研究提供了手段。

3种生成大视野锥形束CT数据正中矢状面方法的比较

目的:比较迭代最近点法(interactive closet point,ICP)、普氏分析法(Procrustes analysis,PA)和点构法在确定大视野锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)数据正中矢状面(mid-sagittal plane,MSP)的准确性,为大视野锥形束CT空间坐标系的建立和对称性分析提供理论依据。方法:10名面部基本对称正畸患者进行大视野锥形束CT扫描,数据以DICOM格式保存输出,在Mimics10.0下完成数据分割获取数字化三维头颅,将所生成数字化头颅数据导入逆向工程软件geomagic studio 2012,对原始数据进行左右镜像,将原始和镜像后的三维头颅数据分别以ICP和PA进行配准,分别求得颅面结构正中矢状参考平面S1、S2。点构法是在In Vivo Dental 5.0软件下以蝶鞍点(sella,S)、鼻根点(nasion,N)、颅底点(basion,Ba)3点确定正中矢状参考平面S3,分别测量计算9对对称解剖标志点到上述3个参考平面的距离差值的绝对值,使用单因素方差分析比较3种方法生成正中矢状面的差异,并以LSD进行组间两两比较。结果:在正位截图下观察,3种方法生成的正中矢状参考平面均可用于临床分析,单因素方差分析显示3种生成正中矢状参考平面的方法差异有统计学意义(F=10.932,P=0.001),LSD检验显示迭代最近点算法与点构法生成MSP差异无统计学意义(P=0.11),普氏分析算法与点构法生成MSP差异有统计学意义(P=0.01)。结论:对于大视野锥形束CT数据,基于迭代最近点算法和普式分析算法计算可构建三维头颅的正中矢状参考平面,对于面部基本对称个体,迭代最近点算法与传统点构法所生成正中矢状参考平面无明显差异,具有临床可行性。

基于锥束扫描三维CT的逆求技术研究

对于内外结构复杂的实物原型,难以采用传统的测量方法如三坐标测量机(CMM)、激光扫描等手段获取内外表面完整的点云数据以逆求实物原型的CAD模型。基于此种问题,介绍了ICT(Industrial Computed Tomography)辅助逆求工程技术。通过对三维ICT图像进行相应的图像、图形处理,获取实物内外表面轮廓矢量数据,并将其输入Pro/E软件,逆求出实物原型的CAD模型。

基于斜孔散射校正板的锥束X射线CT散射校正方法

锥束X射线CT和二维扇束、平行束CT系统相比具有扫描速度快、射线利用率高、重建图像轴向分辨率和水平分辨率一致等优点,是当前工业CT技术发展的重点。然而,由于散射线的存在,其成像质量受到影响。为了减小散射线对图像质量的影响,提出一种新的基于斜孔散射校正板的散射校正方法,对该方法的原理和实现进行了深入的研究,通过获取原始扫描数据以及斜孔散射校正板后的扫描数据,利用插值和平滑处理的方法获得散射场数据。然后,通过将原始数据减去散射场数据后进行重建,即可得到无散射的CT图像。通过与光栅式散射校正板校正方法进行对比,结果表明,该方法应用于涡轮叶片的锥束CT扫描结果校正,典型区域(叶片内冷却通道及叶片内壁)对比度噪声比分别提升了14.2%和56.8%,而光栅式散射校正板校正后,同一位置对比度噪声比分别仅提升了5.6%和27.6%,验证了基于斜孔散射校正板散射校正方法的优越性。

几何标定模体与成像物同步扫描的自由轨迹锥束计算机断层扫描成像方法

为抑制因射线源扫描时随机抖动造成的几何伪影,并且实现射线源扫描轨迹灵活,满足任务驱动扫描成像要求,本文提出了一种自由轨迹锥束计算机断层扫描(CBCT)成像的方法。本方法提出二维平面的几何标定方法,基于该方法可以实现几何标定模体和成像物体同时成像,进而通过在线标定方法求出几何参数,再结合几何参数应用于交替方向乘子法(ADMM)进行图像迭代重建。实验表明,本方法可以获得较高质量的重建图像,图像对比度较高,特征边缘清晰。模拟实验结果均方根误差(RMSE)较小,结构相似性(SSIM)值均在0.99以上。实际实验结果有着较低的图像信息熵(IE)值和较高的对比度噪声比(CNR)值。该方法为CBCT实现轨迹自由以及获得高质量重建图像提供了一定的实用价值。

锥束X射线CT投影的蒙特卡罗仿真

提出了一种锥束X射线CT(计算机断层扫描)投影的蒙特卡罗计算方法,对X光子逐次抽样并以随机步长跟踪,将探测器区域内的沉积能量转化为投影信号,使用蒙特卡罗计算工具EGSnrc执行后台批处理计算,得到符合成像物理学的仿真投影.经过合理加速和参数优化,计算量较通用默认设置降低了2个数量级.对生成的锥束投影进行重建,结果显示出预期的射束硬化和散射伪影.该方法易于进行二次开发,贴近真实设备,是锥束X射线CT原型机散射校正的基础.将仿真投影与真实的物理设备测量数据进行比较,平均误差为1.18%.

锥束CT混合检测样本建模与投影仿真

根据锥束CT仿真原理,设计了仿真系统的功能结构和数据模型,提出并实现了混合检测样本的建模方法和装配技术,在此基础上研究了射线与混合检测样本求交的一般算法,并给出了一个验证实例。实验结果表明,该锥束CT仿真系统具备对多零件、多材质、多类型的混合检测样本进行投影仿真的能力,可以满足面向复杂工业零部件的锥束CT仿真需求。

锥束CT成像系统的噪声仿真

利用计算机断层扫描成像技术研究了锥束的计算机噪声仿真模型,该技术通常用于PC群。模型采用单能级X射线近似理论,研究了主要组件的性能,以及量子噪声、模糊检测和加法系统噪声对性能的影响。通过例子分析噪声仿真模型,证明低对比度的图像也可用于图像质量评价。

上颌Le Fort Ⅰ型分块截骨术及双侧下颌升支矢状劈开术对骨性Ⅲ类错畸形患者髁突位置的影响

目的：研究上颌Le FortⅠ型分块截骨术及双侧下颌升支矢状劈开术（bilateral sagittal split ramus osteotomy,BSSRO）对骨性Ⅲ类错畸形患者髁突位置的影响。方法：对符合纳入标准的19名骨性Ⅲ类错畸形患者的颞下颌关节间隙及髁突位置进行回顾性研究。所有患者分别于上颌Le FortⅠ型截骨及BSSRO术前1周内（T1）、术后1周内（T2）、术后3个月（T3）及术后6∽14个月（T4）,行双侧颞下颌关节锥形束计算机断层（cone beam computed tomography,CBCT）扫描。在经过轴位断面上髁突最大内外径中点并与髁突最大内外径垂直的斜矢状断面上,按照Kamelchuk法测量双侧颞下颌关节前间隙、后间隙及上间隙,计算髁突位置参数,计算髁突在关节窝中位于前位、中位及后位等3种不同相对位置的分布比例,并对不同时期的测量结果进行统计分析。结果：T2时期双侧颞下颌关节前间隙、后间隙及上间隙[右侧：（2.78±1.23）mm、（2.47±0.89）mm、（3.07±0.85）mm;左侧：（2.93±0.83）mm、（2.69±1.14）mm、（3.44±1.16）mm]分别与T1[右侧：（1.81±0.95）mm、（1.65±0.55）mm、（2.13±0.52）mm;左侧：（2.12±1.05）mm、（1.79±0.59）mm、（2.15±0.93）mm]、T3[右侧：（2.08±1.25）mm、（1.79±0.68）mm、（1.80±0.76）mm;左侧：（2.05±0.75）mm、（1.99±0.94）mm、（2.14±0.71）mm]及T4[右侧：（1.94±0.77）mm、（1.81±0.69）mm、（2.05±0.69）mm;左侧：（1.89±0.69）mm、（1.80±0.61）mm、（2.19±0.75）mm）]时期比较,均增大,差异具有统计学意义（P〈0.05）;T1、T3及T4期双侧关节各间隙差异均无统计学意义（P〉0.05）;髁突位置参数及髁突相对位置分布比例在各时期的差异均无统计学意义（P〉0.05）。上述结果提示,T2时期髁突向下移动,但在T3时期髁突位置恢复至与术前一致的位置,并在T4时期保持稳定状态。结论：骨性Ⅲ类错畸形患者在行上颌Le FortⅠ型分块截骨术及BSSRO术后,短期内髁突的位置可发生显著改变,但可逐渐恢复至术前髁突的位置并保持稳定。

骨性Ⅲ类错[牙合]伴下颌偏斜患者下颌支矢状劈开截骨术前后髁突位置的锥形束CT分析

目的通过锥形束CT分析骨性Ⅲ类错[牙合]伴下颌偏斜患者双侧下颌支矢状劈开截骨术(bilateral sagittal split ramus osteotomy,BSSRO)前后髁突位置的三维变化,探讨BSSRO对髁突位置的影响,以期为临床诊断和治疗提供依据。方法选取2013年10月至2017年3月于南昌大学附属口腔医院正畸科就诊的25例骨性Ⅲ类错[牙合]伴下颌偏斜患者,其中男性12例,女性13例,年龄19~25岁,平均22.4岁。BSSRO术前1周、术后1周、术后6~8个月分别进行锥形束CT扫描,获取双侧髁突(偏斜侧与偏斜对侧)的影像资料,采用Mimics17.0软件进行三维重建并测量髁突位置相关测量项目:髁突顶点(condylar top,CoT)分别至标准水平面(standard horizontal plane,SHP)、正中矢状面(middle sagittal plane,MSP)、蝶鞍冠状面(sella coronal plane,SCP)的距离(CoT-SHP、CoT-MSP、CoT-SCP),髁突中心点(condylar center,CoC)分别至SHP、MSP、SCP的距离(CoC-SHP、CoC-MSP、CoC-SCP),髁突冠状面(condyle coronal plane,CCP)分别与SHP、MSP、SCP的夹角(CCP-SHP、CCP-MSP、CCP-SCP),髁突矢状面(condyle sagittal plane,CSP)分别与SHP、MSP、SCP的夹角(CSP-SHP、CSP-MSP、CSP-SCP)以及关节前、上、后、内、中、外各间隙。采用单因素方差分析和LSD-t检验比较每侧髁突不同时间点位置变化的差异。结果相比术前1周,术后1周偏斜侧CoT-SHP[(2.5±1.3)mm]、CSP-MSP(41.2°±8.4°)、关节后间隙[(2.0±0.6)mm]显著增大,CoT-SCP[(9.1±3.3)mm]、CCP-MSP(78.2°±5.2°)显著减小(P<0.05);偏斜对侧CoT-MSP[(50.4±3.1)mm]、CCP-MSP(80.6°±6.0°)、关节前间隙[(2.2±0.6)mm]、关节内间隙[(2.6±0.6)mm]显著增大,CCP-SCP(11.4°±8.8°)显著减小(P<0.05)。术后6~8个月除偏斜侧CoT-SHP[(2.2±1.0)mm]、关节后间隙[(1.9±0.5)mm]以及偏斜对侧CoT-SCP[(8.4±2.8)mm]显著增大外(P<0.05),其余各测量项目与术前的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论骨性Ⅲ类错[牙合]伴下颌偏斜患者双侧髁突位置不对称。BSSRO术后1周,偏斜侧髁突发生向前下的移动和向内侧的旋转,而偏斜对侧发生向后外的移动和向外侧的旋转。术后6~8个月双侧髁突有逐渐恢复至术前髁突位置的趋势。

上颌骨形态三维测量的研究进展

上颌骨对于面中部的外形和功能十分重要。正畸医生在临床诊疗过程中,除了需要考虑患者的牙合因素外,还需要参考颅面部骨骼的结构特征,特别是上下颌骨的形态、大小及相对位置等来改善侧貌,解决突度问题。早期的研究主要通过头颅侧位X线片进行二维的测量分析,随着锥状束计算机断层扫描(CBCT)被广泛应用于口腔正畸学领域,越来越多的研究面向三维测量发展。因此本文就上颌骨形态三维测量的研究进展做一综述。

颞下颌关节盘不可复性前移位患者骨关节病表现的锥形束CT观察

目的：利用锥形束CT分析颞下颌关节盘不可复性前移位患者髁突骨改变的影像学特点，以期为临床提供参考。方法选取2010年1月至2012年12月于北京大学口腔医学院·口腔医院颞下颌关节病口颌面疼痛诊治中心就诊的≤30岁临床诊断为单侧颞下颌关节盘不可复性前移位、且患病时间在1年以内的患者，共204例。由两名评价者分别根据锥形束CT，判断患者双侧髁突骨质的骨关节病表现：骨皮质模糊、表面粗糙不平（Ⅰ型）、表面缺损破坏（Ⅱ型）、形态改变（磨平、短小畸形）（Ⅲ型）、骨质硬化（Ⅳ型）、骨质增生（Ⅴ型）、囊样变（Ⅵ型）；其中Ⅰ、Ⅱ型为早期骨关节病表现。分析颞下颌关节盘不可复性移位患者骨关节病锥形束CT表现与性别、年龄、患病时间及开口度的关系。结果204例患者的症状侧关节中124侧（60.8%）有骨关节病表现，其中早期骨关节病表现的检出率为47.1%（96/204），显著高于对侧[10.8%（22/204）]（P〈0.05）。Logistics回归分析显示，患病时间（P＝0.000）和开口度（P＝0.002）与早期骨关节病表现显著相关，患病时间越长，开口度越大，越可能出现骨质改变。患病时间＞1个月的患者，其早期骨关节病表现的检出率从患病时间≤1个月的25%快速上升到70%以上。结论颞下颌关节盘不可复性前移位与髁突骨关节病表现密切相关；患病时间＞1个月后，早期骨关节病的检出率显著增大；开口度越大，早期骨关节病的可能性也越大。

成人骨性Ⅲ类错（牙合）伴下颌偏斜髁突形态和位置的锥形束CT观察

目的 利用锥形束CT研究成年骨性Ⅲ类错（牙合）伴下颌偏斜患者髁突形态和位置特点,以期为临床诊断和治疗提供依据.方法 选择骨性Ⅲ类错（牙合）伴下颌偏斜的成年患者20例（偏斜组）和正常（牙合）成人20名（健康对照组）,进行锥形束CT头颅扫描和三维影像重建.在髁突最大轴面测量髁突内外径、前后径、内外径-正中矢状线交角、最大轴面面积、轴面中心-正中矢状线距.在髁突中心冠状面测量关节内、中、外间隙和髁顶高度.在髁突中心矢状面测量关节前、上、后间隙.在三维重建影像上测量髁突垂直高度和髁突体积.采用配对t检验比较每组两侧差异.结果 相比偏斜对侧,偏斜组偏斜侧髁突垂直高度小（1.89±1.34） mm、体积小（77.90±51.37） mm3,最大轴面面积小（10.70±5.10） mm2,髁顶高度小（0.63±0.16） mm,差异均有统计学意义（P＜0.05）;关节后间隙和外间隙分别较偏斜对侧小（0.35±0.10）和（0.58±0.18） mm,两侧差异均有统计学意义（P＜0.05）.结论 骨性Ⅲ类错（牙合）伴下颌偏斜患者双侧髁突在三维形态和位置方面均有一定程度的不对称性.

下颌骨形态位置三维测量的研究进展

下颌骨对面部美观及颌面功能产生直接影响。早期研究主要通过头颅侧位X线片进行,随着锥状束计算机断层扫描的应用日渐广泛,现可使用三维头影测量及三维重叠等功能对下颌骨的形态结构及位置进行分析,从而更好地指导口腔正畸、正颌手术等领域的科学研究及临床工作。该文就下颌骨形态位置三维测量的研究进展作一综述。

三维和四维锥形束CT在肝癌立体定向放疗中的靶区定位

为了评价呼吸相关(4D)和不相关(3D)锥束计算机断层扫描(CBCT)在立体定向放疗定位碘油化肝癌中的准确性。碘油经动脉化疗栓塞后,通过自由呼吸立体定向放疗获得18例肝细胞癌的4D-CBCT扫描图。每个4D-CBCT收集1320个X射线投影,并分成十个分箱。遵循4D注册工作流程,通过椎骨的初始骨标记和碘油的组织注册,将重建的时间加权平均CBCT与计划中通气(MidV)CT进行登记。将每个4D-CBCT的预测结合起来合成3D-CBCT,而不进行相分类。使用碘油化肿瘤,分别分析4D-和3D-CBCT从绝对和相对碘油位置治疗设置不确定度。研究显示,3D-CBCT具有比4D-CBCT更好的碘油造影效果,这主要是因为用于重建的投影增加了十倍。与3D-CBCT相比,运动伪影在4D-CBCT中较少。由4D-和3D-CBCT估计的系统误差和随机误差统一在头脚(CC)1 mm内、前后(AP)和左右(LR)方向0.5 mm内。CC方向上的系统误差和随机误差最大,3D-CBCT分别为4.7 mm和3.7 mm,4D-CBCT分别为5.6 mm和3.8 mm。由3D-CBCT和4D-CBCT计算得到的安全余量在CC,AP和LR方向上分别为2.1 mm、0.1 mm和0.0 mm。在自由呼吸立体定向放疗期间使用类脂质定位肝细胞癌时,3D-CBCT可充分替代4D-CBCT,3D-和4D-CBCT具有相似的预估余量。

前列腺素E2结合Herbst功能矫治器对生长发育晚期比格犬髁突生长影响的锥形束CT分析

目的 应用锥形束CT分析外源性前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2）结合Herbst功能矫治器对生长发育晚期比格犬髁突生长的作用,为PGE2临床应用于生长发育晚期患者的功能矫治提供实验依据.方法 将24只雄性比格犬（8个月龄）,按随机数字表法分为4组（每组6只）：Herbst组和Herbst＋PGE2组安装Herbst功能矫治器;PGE2组和Herbst＋PGE2组双侧颞下颌关节腔内注射0.1 ml PGE2溶液（含PGE20.05 mg）,自然生长组和Herbst组双侧颞下颌关节腔内注射0.1 ml生理盐水,各组均每3天注射1次,注射20次,共60 d.实验前后进行头颅锥形束CT扫描,采用InVivo5软件三维重建,测量颞下颌关节相关测量项目,比较每组实验前后差异以及实验前后变化量的组间差异.结果 Herbst组、PGE2组和Herbst＋PGE2组髁突高度实验前后变化量[分别为（0.19±0.04）、（0.38±0.14）和（0.65±0.08）mm]和髁突前后径实验前后变化量[分别为（0.18±0.30）、（0.51±0.24）和（0.70±0.24）mm]均显著大于自然生长组[（0.01±0.07）和（0.02±0.23）mm]（P〈0.05）;PGE2组和Herbst＋PGE2组髁突高度和髁突前后径的实验前后变化量均显著大于Herbst组（P〈0.05）;Herbst＋PGE2组髁突高度和髁突前后径的实验前后变化量均显著大于PGE2组（P〈0.05）.结论 单纯注射适量外源性PGE2于颞下颌关节腔内与单纯戴用Herbst功能矫治器,均可使生长发育晚期比格犬髁突产生一定量的生长;PGE2与Herbst功能矫治器结合运用可使髁突生长更明显.

不同垂直骨面型成人骨性Ⅱ1类错女性髁突形态CBCT研究

目的利用锥形束CT（CBCT）测量成人骨性Ⅱ1类错女性病人髁突相关指标,比较其在不同垂直骨面型病人中的差异,为临床诊治提供参考。方法从青岛市口腔医院影像科CBCT资料库中筛选成人女性骨性Ⅱ1类错病人,分为高角组、均角组和低角组各20例。将样本的CBCT影像以DICOM格式输入软件Mimics10.01中进行重建,测量髁突体积、表面积、形态指数、髁突内外径与前后径。结果 3组左右侧髁突各指标比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。低角组各指标与均角组比较,低角组除髁突形态指数外其余指标与高角组比较,高角组髁突内外径、前后径和形态指数与均角组比较,差异均有显著性（F=3.365~27.035,P〈0.05）。结论不同垂直骨面型成人骨性Ⅱ1类错女性病人髁突形态存在一定差异。

宫颈鳞癌容积CT灌注参数的测量稳定性和影响因素

目的探讨宫颈鳞癌容积CT灌注参数的测量稳定性和影响因素。资料与方法对43例宫颈鳞癌患者行全子宫容积CT灌注扫描,2名医师分别对灌注图像的宫颈鳞癌和正常宫体动脉血流量(AF)、血容量(BV)、表面渗透性(PS)、髂外动脉AF、臀大肌AF、臀大肌CT和臀部脂肪层CT值进行测量,并采用组内相关系数(ICC)评价测量结果的一致性。比较鳞癌与宫体各参数值的差异以及未绝经与绝经患者间鳞癌和宫体各参数值的差异,分析宫颈鳞癌灌注参数与相关因素的相关性。结果 2名医师间各参数测量结果的ICC值为0.759~0.988,一致性良好;鳞癌AF[(179.4±51.8)ml/(min·100 g)]高于宫体AF值[(151.2±48.7)ml/(min·100 g)];除鳞癌BV值外,宫颈鳞癌及宫体各参数值在未绝经与绝经患者间差异有统计学意义(P<0.05);除宫颈鳞癌BV值外,宫颈鳞癌及正常宫体各灌注参数与患者年龄呈负相关(r=-0.550^-0.424,P<0.05);宫颈鳞癌AF值与正常宫体AF值呈正相关(r=0.520,P<0.05)。结论容积CT灌注成像参数评价宫颈鳞癌具有很好的稳定性,宫颈鳞癌血流量较宫体丰富;年龄、月经状态是影响鳞癌及宫体血供的因素。

成人骨性Ⅱ类均、高角患者的上气道结构三维分析

目的:通过使用锥束计算机断层扫描技术(Cone-beamcomputed tomography,CBCT),对成人骨性Ⅱ类患者上气道影像进行测量,分析骨性Ⅱ类患者与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(Obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)之间的相关性,为临床诊断及治疗OSAHS提供理论依据。方法:选取2015-2018年在广西医科大学附属口腔医院口腔正畸科就诊的38例成人骨性Ⅱ类(ANB角>5°)患者,按下颌角高度分为均角组(22°<Go-Gn-SN<32°)及高角组(Go-Gn-SN≥32°),拍摄颅颌面部CBCT,并测量上气道的横截面积、高度、长度、矢状径,运用MIMICS15.0软件测量上气道容积指标,比较均、高角组两组间差异并进行组间的相关性分析。结果:均角组与高角组上气道各段的线距测量结果差异均有统计学意义(P<0.05),均角组的腭咽、舌咽及鼻咽段高度显著大于高角组。结论:患者的垂直骨面型可影响与其上气道的形态结构。