数字化影像技术在牙周临床诊疗中的应用

2021-2-26 16:02  来源:中国实用口腔科杂志
作者:杨刚 钟金晟 胡文杰 阅读量:4726

    牙周病是我国成年人失牙的首要原因。根据第四次全国口腔健康流行病学调查报告数据,我国35岁以上居民的牙周健康率不足10%。早期诊断和治疗牙周病是预防和治疗成功的关键,一旦发展到中重度牙周破坏,直接影响治疗难度和疗效。牙周病或其他原因失牙后,种植体支持的修复方式是当前重要的修复方式之一,而种植体也会因一些生物学并发症而导致种植失败,如种植体周围黏膜炎和种植体周围炎,二者都是种植体周围的感染性疾病,对种植体周围病的早期正确诊断同样可以提高种植体的成功率,降低其患病率并指导进一步治疗。

    影像学检查是牙周和种植临床诊疗中最重要的辅助检查手段,在牙周病和种植体周围病的检查和诊断、预后判断、疗效评价中都起到非常重要的作用。1989年,Mouyen等首次将数字化影像技术应用于牙科疾病的诊断和治疗,开创了数字化口腔医学影像时代。20世纪90年代末期,锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)的发明,使临床医生可以更便捷、准确地获取口腔颌面部结构的三维影像。

    目前,数字化口腔医学影像技术不仅广泛应用于牙周病、种植体周围病和软硬组织缺陷的检查和诊断,还在治疗设计、疗效评价等方面起着越来越重要的作用。

    1.口内X线片

    数字化口内X线片包括根尖片和咬合翼片,其中根尖片是最常用的牙周影像检查方法。传统的X线片是以胶片作为X线的探测器,20世纪80年代发明了数字化影像(digital radiograhy,DR)技术,随后快速发展并逐渐替代传统的胶片。DR有许多优势,如节省成像时间,图像质量相对稳定,辐射剂量降低,易于图像贮存、查询等管理,避免了暗室化学造成的污染,便于远程医学、图像处理和分析等。与传统的X线片相比,数字化根尖片在诊断牙周炎方面并无优势,但通过图像处理技术,数字化根尖片在判定釉牙骨质界和牙槽嵴顶高度上更为方便和准确。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的智能读片也将使得数字化根尖片的分析更为精确。

    2.根尖片数字减影技术

    数字减影技术(digital subtraction radiography,DSR)是指在计算机的辅助下,2张同一目标的影像,其中相同的像素会减掉,生成1张只有不同部分的影像。根尖片DSR,是对同一部位的多张平行投照根尖片,其解剖结构无改变部分的影像可相互抵消,而牙槽骨高度或密度发生改变的部位则可显示出来。应用该技术对在同一部位不同时间投照的多张根尖片进行牙槽骨骨量和高度的比较分析,对牙槽骨发生的微小变化具有重要检测价值,能够较准确地纵向观察牙槽骨的变化。在传统X线片上,只有在牙槽骨脱矿达30%以上时才能显示高度降低,而根尖片DSR在病变处脱矿超过5%时即可检出。

    周爽英等曾做过根尖片DSR与直接读片法对牙槽骨病损检测能力比较的体内和体外研究。体外研究中,对干燥下颌骨牙槽嵴区制作不同大小的微小病损,在制作病损前后摄定位根尖片,分别用DSR与直接读片法对这些随机分布的微小病损进行检测,结果表明,DSR对微小骨病损的检测能力明显优于直接读片法。在体内研究中,利用DSR对9例牙周炎患者的104个牙槽骨邻面位点进行了追踪观察,结果表明,在治疗后2个月通过DSR即可观察到牙槽骨的变化。但该技术要求投照位置、曝光条件尽可能一致。因此,DSR不是一项常规的影像技术,主要用于对牙槽骨的早期变化进行定量测量研究。

    3.CBCT

    根尖片、咬合翼片、曲面体层片等二维影像技术只能在二维平面上显示三维结构,容易造成漏诊、诊断偏差等问题。而三维成像技术可以利用附加的空间信息获得更多的诊断信息。CT能够在很大程度上弥补以上的不足。但是,CT对于牙周疾病的诊断虽然在准确性方面具有一定的优势,但其成本-效益比(cost-benefit ratio)较差,主要原因是医用CT的有效放射剂量远大于常规的X线检查,并且费用高昂。

    CBCT是利用锥形X线束围绕扫描区域进行一次360°扫描,将一系列图像通过计算机进行处理,获得圆柱形扫描区域内的信息,并对其进行三维重建。与普通大型医用CT相比,CBCT具有放射剂量小、使用方便、费用低廉等优点,在口腔医学领域有着较为广泛的应用。CBCT在牙周病学中的应用主要体现在以下几个方面。

    3.1骨下袋

    由于影像重叠,常规根尖片无法对颊舌侧病变进行检查,对垂直骨缺损漏诊率高达31%。CBCT可以在任意层面断层显示牙周组织的影像,精确显示牙槽骨的缺损部位和范围,能够准确诊断出颊舌侧骨缺损,并且能够对缺损的大小进行三维重建测量。徐灵巧等研究表明,CBCT可准确测量骨下袋的体积,为骨下袋治疗效果的客观评价提供了新方法。

    3.2根分叉病变

    牙周炎发展到较重的程度后,病变累及多根牙的根分叉区。根分叉区的解剖形态复杂,给诊断带来一定的困难。常规的根尖片作为二维图像,难以对根分叉病变进行准确地分度,并且无法获得颊舌侧根柱的长度、分叉角度等重要信息。CBCT在对牙周间隔和根分叉区的测量方面比根尖片更精确,并且能较好地提供根分叉区的三维信息,可为医生在术前提供准确的根分叉病变情况,从而指导具体治疗方案的制定。其还可以在无创条件下准确地评估根分叉病变的治疗效果。钟金晟等研究表明,在体外条件下CBCT可为下颌磨牙Ⅱ度根分叉病变提供较为准确、全面的三维信息。

    Walter等将CBCT评估根分叉病变的结果与术中直接检查相比较,发现84%的CBCT评估结果与术中所见相符。Qiao等对上颌磨牙牙周袋深度>6mm的根分叉病变患牙进行了CBCT检查和手术治疗,术中证实了82.4%的CBCT评估结果与术中所见相符。在2017年美国牙周病学会(American Academy of Periodontology,AAP)关于牙周再生研讨会的共识报告中,也鼓励使用三维X线方法来评估根分叉病变的治疗结果。

    3.3牙根折裂

    牙根折裂由于其临床表现不典型常给诊断带来困难。常规的根尖片有时由于影像重叠很难发现根折线,文献报道其诊断牙根折裂的灵敏度为25%~35.7%。CBCT能从3个轴面上观察根折影像,其诊断根折的灵敏度较根尖片大大提高,文献报道CBCT诊断牙根折裂的灵敏度为79.4%~89.5%。

    3.4牙周软组织测量

    牙龈组织是牙周的第一层屏障,牙龈的厚度不仅与牙周组织的健康稳定密切相关,还影响牙周、修复、正畸、种植治疗的持续健康和美学效果。牙龈厚度及牙龈生物型影响牙周膜龈手术术式的选择和术后效果,因此术前对牙龈生物型的判断及牙龈厚度的测量,对牙龈退缩等治疗有一定的临床意义。目前牙龈厚度的测量方法主要分为定性评估和定量测量2种。

    定性评估将牙龈生物型分为薄龈型或厚龈型。临床上最常用的是牙周探诊法,即将牙周探针轻插入龈沟内1mm,观察牙周探针能否透过牙龈被看到,从而判断牙龈生物型。其优点在于临床易于测量,但无法获取牙龈厚度的具体数值。临床上最常用的定量测量牙龈厚度的方法是麻醉下直接穿刺测量法,通过针尖穿透牙龈抵达骨面,牙龈表面用止动环标记,然后用游标卡尺测量。这种方法有创且需在局麻下进行。

    临床上CBCT已被广泛应用于牙周硬组织的三维测量,近年来也逐渐应用于牙周软组织的三维测量,比如牙龈厚度、上腭的黏膜厚度及软组织体积形态等,从而对软硬组织同时进行测量分析。CBCT软组织测量有直接测量法和间接显影法。研究表明,直接法和间接法均可准确地反映软组织的厚度和体积形态,有助于研究软组织三维结构特点,对临床实施膜龈手术、龈乳头重建等手术设计和疗效评估具有指导价值。

    直接测量法:用开口器或拉勾等牵拉唇,用压舌板挡开舌,将颊舌侧牙龈与唇舌等软组织隔离,从而在CBCT上显示出牙龈软组织的影像。间接显影法:胡文杰课题组创新性地通过印模技术在牙龈表面覆盖一层造影剂,在隔离其他软组织干扰的同时,对牙龈表面进行间接显影。其方法特点是先取硅橡胶初印模,将组织面均匀刮去一层,将造影剂与藻酸盐印模材相混合,取终印模,患者戴着该个性化印模拍摄CBCT。CBCT影像上表现为牙龈外侧为一薄层均匀白色阻射影,内侧为边界清晰的皮质骨面,形成特殊的“三明治”结构,使相应的牙龈轮廓完整呈现;由于造影剂的存在,牙龈显像不受CBCT设备和环境限制。

    3.5种植治疗设计

    CBCT广泛地应用于种植临床诊疗过程中。(1)其可在术前从三维方向明确种植位点的骨量,清晰显示重要的解剖结构,从而制定准确的治疗计划;(2)其提供的骨的三维信息可与口内扫描的软组织三维信息结合在一起,用于导板的制作;(3)其应用于种植术后尤其是发生并发症时,可获得更全面的诊断信息。

    颊舌侧牙槽骨厚度对于牙周病的诊治、即刻种植、正畸牙齿移动方向的选择具有很重要的意义。骨开裂、骨开窗等解剖异常是牙周炎常见的局部促进因素,牙周治疗前了解局部牙槽骨厚度情况有利于对患牙做出更准确的预后判断。即刻种植前了解患牙颊舌侧的牙槽骨高度和厚度,可更加准确地制定种植方案。正畸移动过程中应充分了解牙槽骨颊舌侧厚度,以避免发生过量移动导致牙龈退缩、骨开窗、骨开裂等医源性破坏。

    钟金晟等利用CBCT对前牙唇舌侧牙槽骨高度和厚度进行了测量,并与实际探诊结果进行了比较,结果显示二者具有较好的一致性,提示CBCT可较好地反映前牙唇舌侧牙槽骨高度和厚度的实际情况。杨刚等和Nowzari等研究发现,上颌前牙唇侧骨板厚度>2mm位点不超过3%。这说明上颌前牙唇侧牙槽骨普遍偏薄,即刻种植后唇侧骨吸收、骨开窗及软组织退缩的风险非常高。前牙区牙根在牙槽骨中的位置及角度影响着即刻种植的风险和植体的方向。

    CBCT可评价牙根在牙槽骨矢状向上的位置和角度,并根据牙根与牙槽骨的位置关系进行分类,不同类型的位置关系进行即刻种植的风险不同。Kan等研究发现,81.1%的上颌前牙牙根位置偏唇侧;Lau等发现,78.8%的上颌前牙牙根位置偏唇侧;杨刚等研究发现,97.1%的汉族青年上颌前牙牙根角度偏唇侧。这些研究均提示即刻种植时植体需偏腭侧,保证唇侧骨板在种植过程不受损伤。除了应用CBCT评估牙根和牙槽骨的骨量信息,CBCT还能直观地观察其他解剖标志的形态及与相邻牙和牙槽骨的位置关系,便于医生制定更加准确的治疗方案。

    上颌前部的鼻腭管形态、下颌后部的下颌神经管走形和颏孔解剖形态、上颌窦底的三维形态和位置及上颌窦黏膜的厚度等特殊的解剖结构,会影响种植的设计。通过CBCT对上述解剖结构与种植位点比邻关系进行术前测量分析,可准确评估并能保证种植手术安全进行,减少并发症。

    3.6种植体周围病的辅助检查

    CBCT对于种植体周围炎的诊断具有重要作用,可作为根尖片或曲面体层片无法准确诊断后的常规备选方案。2018年的一项系统综述显示,CBCT在近远中检查和缺陷测量方面的表现与根尖片相似。在CBCT诊断种植体周围骨缺损的过程中,对缺损进行颊舌侧的额外观察是其主要的临床价值所在。然而必须考虑金属和潜在运动造成的伪影,以及CBCT评估骨密度的局限性。CBCT在骨下袋、根分叉病变、牙根折裂、牙周软组织及种植等相关检查评价方面表现出一定的优势及较好的准确性。但在使用CBCT成像时,必须遵循使用最优化原则(as low as reasonably achievable,ALARA)。

    除了辐射量、设备大小和成本之外,CBCT的评估比口内X线片存在更多技术困难,因为CBCT图像必须经过处理以获得正确的缺损方向来进行测量。在CBCT图像中更常出现由金属伪影引起的的透射区和透射线。目前尚无关于其在常规牙周治疗计划和治疗实施(包括根分叉处理)中应用的必要性和循证指南。关于CBCT在牙周病诊疗中的使用条件和具体适应证,仍需进一步的临床研究和性价比评估。

    4.牙周袋成像技术

    由于传统牙周探诊技术的局限性,只能测量牙周袋的深度,且受到很多因素的影响。目前一些新的数字化影像技术已被尝试用于获得精确、可重复的牙周袋深度测量和实现牙周袋的三维可视化。但这些技术目前尚未在牙周临床中广泛应用,其推广有待影像技术和数字化技术的进一步发展。

    口腔影像学在过去的十几年间迅速发展,不仅以X线为基础的诊断技术实现了数字化、低辐射剂量的CBCT问世,还涌现出许多全新的光学摄影技术。在临床诊疗中,医生应充分了解多种数字化影像技术的优缺点,将数字化影像与牙周临床结合起来,综合考虑便利度、成本-收益比等因素,选择最合适的数字化影像技术辅助临床。随着新的数字化技术的发展,借助人工智能在影像识别中的应用,数字化影像技术将在牙周病和种植体周围病的诊治过程中发挥越来越重要的作用。

编辑: 陆美凤

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