Ortho Tribune China No. 2, 2013
从CBCT 3D立体影像和CBCT来源的2D曲断影像分别测量牙齿近远 中倾斜度的比较
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正畸论坛
ORTHO TRIBUNE
香港，2013年6月28日出版
会员资料
第7卷第6期
从CBCT 3D立体影像和CBCT来源的2D曲断影像分别测量牙齿近远
中倾斜度的比较
Ammar Siddiqi 和 Nicole Sakai，美国
顾问：Hongsheng Tong
正畸医生的主要目标之一尽量做到每一位患
者在治疗结束时获得理想的牙齿倾角和位置。为
了做到这一点，传统上使用二维曲断去显示上颌
和下颌牙列以及牙根成角。然而，由于曲断片存
在固有的缺陷，三维锥形束CT被推荐用以提供更
准确和扭曲更少的牙列影像。
文献综述
正畸学是研究和治疗错牙合畸形的口腔分支学
科。错牙合畸形是由牙齿位置不规则，不协调的颌
骨关系，或二者共同作用造成的疾病。口腔正畸
学自20世纪初问世以来持续发展。在19世纪90年
代，现代口腔正畸学之父Edward H. Angle根据第
一磨牙的咬合关系（1899年）将错牙合畸形进行了
分类。这是口腔正畸学的发展的一大步，因为在
这种分类法中定义了什么是正常咬合。他认为，
如果所有的牙齿都排列正确，则应该与理想牙合 没
有偏差。他的理论认为，在牙弓内实现正确的牙
齿位置是理想的近远中倾斜度，咬合和美学的关
键。随着现代影像技术的出现以及软件的改进，
运用Angle的牙齿排列原则更加的容易。
虽然诊断，治疗理念，机械原理和矫治器一
直在不断变化，正畸治疗的核心原则却一直基本
图1：从患者3D CBCT扫描中构建2D类曲断影像。
保持不变。正畸治疗目标主要包括获得（一）适
当的美学和排列（二）理想的功能牙合 （三）长期
的稳定。为了实现这些目标，关键是让牙齿在治
疗结束时在三维上都有理想的倾斜角（Angle，
1972）。适当的的近远中角度（倾角）是牙齿通
过紧密邻面接触分散咬合力所必须的，也是获得
稳定治疗效果的一个重要因素（McKee 等, 2001;
McKee 等, 2002）。几十年来正畸学一直使用2D曲
断片作为显示全牙列以及牙根的标准方法，进而
评价倾斜角度。
大多数正畸医生在治疗开始时，治疗中及
治疗终末期拍摄曲断片评价牙根平行度，进而判
断是否需要重新调整托槽的位置。这种成像技术
产生的是一个单一的上下颌牙列及其支持结构的
轴面的断层图像。曲断片的主要优点是（一）显
示广泛的解剖区域（二）相对较低辐射剂量（
三）方便（四）拍摄简单（五）拍摄过程迅速（
Sakai，2011）。此外，美国正畸专家认证委员会
推荐使用曲断片检查牙根的角度和倾斜度，也将
图2：在2D曲断影像上用三点成角的方法测量牙齿的近远中倾斜度。
表1：配对t检验比较2D和3D法测量牙齿近远中倾斜度。 检验水平为P<0.05/7= 0.0071（
Bonferroni校正）。对没有正常数据的牙，用Wilcoxon 符号秩检验。
其作为考核的一项客观评价指标。
但是，使用曲断片检查牙齿近远中成角存在
曲断片测量牙齿角度不准的一部分原因是X射线
像能按1:1比例显示目标，且仅有非常小的线距
CBCT开始专门用于颌面部区域成像预示着其
根本性的缺陷，因为影像图层（焦距槽）有尺寸
管和传感器在围绕目标移动过程中存在X射线的
大小和角度的扭曲，且用以生成类曲断片图像的
数据获得及重建技术真正从2D进入到了3D时代。
和角度的扭曲。研究者还将曲断片影像的不准确
正交性，以及牙弓大小和形状本身有很大变异（
层断能密切根据牙列大小和形状进行个性化变化
利用这项新技术，正畸医生现在可以再三维空间
归因于图像投影中存在的几何问题，垂直和水平
Sakai, 2011）。
（Sakai, 2011）。研究还表明，CBCT来源的曲
上显示牙列。 CBCT 使得牙科进入了3D诊断和治
断片比传统曲断片在线距和角度方面都更准确（
疗时代，尤其是在正畸学，因为形状，构成，结
Hutchinson, 2005）。
构和位置对我们来说都至关重要。
放大系数的可变性以及病人的定位误差（Bouw-
为了克服这些问题，从3-D CBCT立体图像重
ens, Cevidanes, Ludlow and Phillips, 2011）。传统
建类曲断片图形的方法被推荐使用。三维CBCT图
www.dentistx.com
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ORTHO TRIBUNE
22 正畸临床
目的
材料与方法
横截面平分前牙段、后牙段（上颌第一磨牙）覆
这项研究的短期目标是证明CBCT能有效辅助
该研究在首席研究员Hongsheng Tong的带
正畸治疗设计和牙弓内牙根的显示和模拟排齐。
领下，由南加州大学正畸研究生院的一组住院医
有了这些3D图像，终于可以看到根尖在治疗过程
和博士预科学生完成。研究旨在使用Dolphin软
通过每颗牙齿长轴划线，其与牙合平面的成角
中移动了多少距离。
件记录为2D类曲断片和3D CBCT中的近远中成
由Dolphin软件的三点成线角工具测量（图2）。
此外，牙根放置正确的位置将优化和促进疗
角。这项研究的患者（59例）是另一项南加州大
所有59例的患者都由同一研究者测量两次（间隔
效，并达到最大化的稳定性和保持效果，使治疗
学正畸影像研究对象的子集。在那一个研究中，
一周），计算组内相关系数验证数据的可重复
效果更好。
选取了76名基本正常牙合 的患者，用以获得每颗
性。将该2D测量的两次平均值与以往的3D研究
虽然已经有许多研究描述了2D曲断片的扭
牙的正常倾斜度和转矩。三维图像是由南加州
（Tong等，2012）的两次平均值进行比较。所有
曲，但并无一项研究过这些扭曲的程度，并与理
大学Redmond影像中心的NewTom 3G扫描仪获
数据输入到电子表格中，并使用Microsoft Excel和
想坐标系统3D CBCT进行比较。为此南加州大学
得，在使用Dolphin 3D进行图像渲染后用南加州
SPSS进行分析。
的Herman Ostrow牙科学院就这个问题在2012年
大学的牙根向量分析程序进行倾斜度和转矩的测
数据的正态性用Kolmogorov-Smirnov检验。
2月至2013年1月间进行了一项正畸研究。其目的
量（Tong等，2012）。 这些3D测量数据被用于
在比较的2D和3D测量值时，使用配对t检验分析
是明确运用CBCT来源的2D类曲断片测量牙齿近
本次研究。
正态分布数据，Wilcoxon符号秩检验分析非正
远中倾斜度与直接使用3DCBCT立体图像测量是
否有差异。
在构建2D图像时，头部定位同3D坐标系统，
即矢状面等左右，冠状面过上颌第一磨牙颊沟，
牙合 。对每位患者构建2张不同的类曲断影像，一
张上颌，一张下颌（图1）。
态分布数据。检验水平使用P <0.05 / 7 = 0.0071(
Bonferron校准 )。
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正畸论坛
ORTHO TRIBUNE •
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潘在兴
康 博
何家才
董福生
宿玉成
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ORTHO TRIBUNE
正畸临床 23
有了数字化的模型，就能数学上定义每颗牙特定
近远中倾斜角度的方法是使用直接的3D CBCT数
免患者在扫描过程中移动而提高，于是势必会有
用于校准的9例中的所有牙齿的两次测量的
的坐标系统来测量倾斜度和转矩，且误差保持在
据。Tong博士认为，最终CBCT因为能提供准确、
更精确的扫描结果。因此会有更好的，准确的，
平均组内相关系数为0.939，表明由同一研究者
最低限度。这需要非常复杂的算法，但未来很可
细节、无扭曲的3D信息而取代曲断片运用于正畸
显示的虚拟三维数据用于正畸学的记录，治疗设
在两个不同的试验中获得的测量值具有可重复
能实现。
的诊断和治疗计划（H. Tong，个人通信，2013年
计和疗效评价。OT
结果
性。配对t检验发现28颗牙中的17颗的重建2D类
在临床上，CBCT成像的使用也有显着的
1月11日）。CBCT还因为能在一次扫描中提供不
曲断片测量值与3D影像测量值由统计学显著性
缺 点 ， 一 个 是 仪 器 成 本 高 （ 约 $ 100,000到 $
同角度的视图，如冠状面，左、右侧位面，45度
差异(表1)。
200,000），另一个是使用CBCT将增加患者接受的
角和颏下面的视图而有更多优势。加上有了先进
辐射剂量。曲断片的有效辐射剂量为3-11 uSv，头
的影像软件使数字化模型成为可能，CBCT不仅
侧片为5-7 uSv。但对于CBCT扫描，剂量为40-135
是一个很好的诊断工具，还能够在不久的将来省
uSv，接近胸片剂量（Sakai, 2011）。因此，应专
Siddiqi是 南 加
虽然曾有人推测重建2D影像测量与3D测量
去取印模和制作石膏模型的步骤。
州大学Herman
值不存在差异，但本研究显示现约60％的牙的测
业评价患者的诊断和治疗需要后，决定是否选择
理想牙合中的所有牙根，冠以及颌面复合体
Ostrow牙 医 学
量值存在统计学差异。这表明从CBCT扫描获得
CBCT进行牙颌面部的成像。这个过程应根据现
的可视化也能运用于口腔科其他学科，如种植，
院正畸科三年
的类曲断片尚不能作为获得精确的牙近远中倾角
有的最佳科学证据去权衡拍摄的好处与对应剂量
外科，修复等。例如，CBCT已在正颌外科手术
级研究生和博
的最佳选择。
的辐射危险。
设计，评估阻生牙和显示多生牙的领域中广泛运
讨论
OT
关于作者
Ammar
士 预 科 研 究
员。他的联系
已有研究表明二维重建的曲断片比传统曲
总的来说，曲断片和CBCT的研究一直在进
用。 （(Alshehri, Alamri 和Alshalhoob, 2010)。随着
断片扭曲少（McKee, 2002）。然而由于下列原
行，且需要进一步研究以求获得比较明确的结
种植修复缺失牙的需求越来越多，对于精确测量
因中的一个或多个，所构造的影像的准确度会有
论。一部分原因是需要多次试验和大样本来确认
的需要也越来越多，用以避免损伤重要的结构。
折扣：（一）牙位于牙弓中的位置（曲线段或直
数据的趋势和差异。所以在解读本研究的结果
虽然这个目的通过常规CT扫描就能实现，但由于
线段），（二）3D转矩（三）3D倾斜（四）牙
时，应该认识到，此结果可能只适用于本次试验
CBCT能在较低的剂量提供更准确的图像，它是现
齿大小（E）中心槽的位置和其他变量（Sakai,
特定的对象而在扩大到所有正畸患者时则需谨
今种植学科的首选（Alshehri等，2010）。
2011）。越来越多研究证实了在以上各方面2DX光
慎。现有研究样本量较小，且咬合关系接近正
本课题还需进一步研究以确定是否能在其
片存在扭曲且趋势不明。需要更多的研究去探索
常。它提供了一个基础，但是仍需要继续收集收
他不同情况下得到类似的结果，如非正常牙合 患
士。她于南加
这些扭曲是否能被量化。
据并进行分析，以求获得一个正畸曲断、CBCT成
者，拔牙矫治患者，及拍摄了传统曲断片的患者
州大学继续深
像比较的确切结论。
（Sakai, 2011）。研究的最终目标是通过现代影
造并获得了正
像技术建立牙齿近远中倾斜角及转矩的正常值，
畸医师证书和
虽然直接从3D立体影像测量是目前获得近
远中倾斜度最准确的方法，但它也有一些限制：
（一）CBCT扫描的分辨率和影像质量（二）判
结论
方式是ammarsid@usc.edu.。
Nicole
Sakai是太平洋
大学牙科学院
的牙科外科博
颅面生物学硕
从而很好地指导正畸医生进行准确的诊断和治
士学位证书。
断牙长轴的主观性（三）获取每个3D影像牙根
这项研究表明，构建的类曲断片牙齿2D测量
和冠的数字化中心所需的时间和精力。另一种获
近远中倾斜角度不如用Dolphin 3D 软件带的南加
CBCT的准确性仅受分辨率和/或像素大小的
关注二维和三维X光片测量牙根角度的比
取数字化牙的方法是数学上定义牙体长轴，使得
州大学牙根向量分析程序得到的3D立体影像测量
限制（Sakai, 2011）。图像的分辨率会因为（一）
较。目前，她是Fort Worth Texas的执业正畸
软件能自动客观地找到牙冠和牙根的中心。一旦
结果准确和直接。目前临床上最准确的测量牙齿
新兴技术（二）新的数据处理软件以及（三）避
医生。
疗设计。
她的硕士论文
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