CBCT应用测量微种植体周围骨组织的研究进展

刘金杭，陈 岩，陈 雪，王 璐，陆 瑶

（1内蒙古医科大学，内蒙古呼和浩特010059；2内蒙古医科大学附属医院口腔科，内蒙古呼和浩特010050）

·综述·

CBCT应用测量微种植体周围骨组织的研究进展

刘金杭1，陈 岩2，陈 雪1，王 璐1，陆 瑶1

（1内蒙古医科大学，内蒙古呼和浩特010059；2内蒙古医科大学附属医院口腔科，内蒙古呼和浩特010050）

微种植体凭借不依赖于患者合作、自身体积小、操作方便及稳定有效等优势在正畸临床中得到日益广泛的应用．微种植体植入的稳定性和植入部位的牙槽骨条件有密切关系，CBCT可以通过测量分析牙槽骨条件，提高在微种植体的初始稳定性，以及种植体植入的最佳位置．对于术前评估，术后种植体植入预后的成功率等方面均起关键作用．本文就CBCT在正畸微种植体周围骨组织的研究现状进行综述．

CBCT；微种植体；牙槽骨

0 引言

微种植体支抗以自身体积小、成本低以及患者使用舒适、安全、稳定等优点已被广泛应用于正畸临床［1］．微种植体支抗的动物实验和临床实践虽然取得了较高的成功率，但在实际临床中，脱落情况时有发生．以往研究证实种植体植入后初始稳定性较差，易松动，使种植体周围形成纤维膜，不能形成骨整合，最终导致种植体松动、脱落［2］．微种植体良好的初期稳定性是其成功的基础，而微种植体植入部位骨量又是微种植体稳定性的必要因素之一［3］．

1 种植体周围骨组织的测量

1．1 植入区域的骨密度的测量方法 测量骨密度的方法有双能量骨密度测量（Dual-energy X-ray Absorp-tiometry，DEXA）法、影像学CBCT法和三维有限元法．双能量骨密度测量是测量骨密度的金标准［4］．但其操作复杂、价格昂贵、扫描时间长，因而没有得到广泛应用．三维有限元建模大多采用CT图像处理法［5］．通过确定建模范围后，经过一系列数据的处理，可以得到组织器官的三维结构，能够清楚的使组织器官得到具体的三维结构还原，使原有组织器官在图像中得以重现，并为口腔医学基础科研等提供有效信息［6］．但三维有限元法存在一定不足，即对CT片需要处理大量数据，而且与实际组织器官的原本实际样貌有所差别，并且对于如何根据研究目的来提高区分牙齿细微结构的精确度，也是一个有待研究的问题［7］．所以实际临床很少应用三维有限元法．锥形束CT又称Cone beam CT（CBCT）是近年来发展迅速的一项影像技术，由于其得到的是三维图像，并且使用远小于传统CT的放射剂量就能够提供亚毫米级的空间分辨率，因而在口腔医学领域有着广泛的应用前景［8］．CBCT作为定量检测骨密度的方法之一，可以清楚显示颌骨等硬组织的细微结构，通过自身所携带的软件，以HU值来代表骨密度的真实变化．Marquezan等［9］发现CBCT与DEXA测量的骨密度值高度相关，所以CBCT所测量出的骨密度值是可靠的．临床上常采用CBCT测量骨密度．

1．2 种植体植入区域的骨量的测量方法 微种植体植入的稳定性是正畸支抗成功的关键，植入部位的骨量与其密不可分．骨量的测量方法有三种：形态学测量、X-RAY和CT以及光子吸收法［10］．形态学测量即直接测量骨皮质的厚度，方法简单易测量，但是多应用于儿童保健和生长发育评价．光子吸收法可以减小软组织的误差，但只能用于末端骨的测量．传统影像学X-RAY测量在临床较常应用．但对于测量种植区域骨量仍存在一些不足，如X线曲面断层片及根尖片主要显示牙齿近远中向骨量情况，对于颊舌向的骨量无法估计测量．CBCT是目前颌骨骨量测量较为可靠的方法．CBCT能比传统影像学更清晰地反映种植体周围骨质，评估种植手术的成功与否及对上部结构的修复有重要的指导意义［11］．

1．3 测量骨量与骨密度的相关研究进展 通过CBCT对牙槽骨高度和厚度的精确评估，安全区域应该具有保证牙周膜健康和微种植钉的稳定，所以正畸支抗的微种植钉植入区域应留有小于0．5 mm的动度［12］．Holmes等［13］通过实验证明两牙之间邻近根部区域皮质骨厚度显著较薄．Carano等［14］提供了上颌骨骨量最大及最小的区域．魏惺等［15］通过使用螺旋CT，为微种植体植入的安全区域提供参考．研究证实骨皮质厚度与微螺钉支抗成功率成正相关，手动植入比机器植入稳定性高，而且对于骨皮质和直径或许有关［16］．胡露露等［17］通过用螺旋CT技术在上颌近远中测量中，前牙区最大牙根间距位于侧切牙与尖牙之间，最小牙根间距位于中切牙与侧切牙之间；以及后牙区相邻牙的植入安全区域．可以更好地为种植体植入的安全范围提供参考．王震东等［18］发现松动脱落的微种植体距离邻近牙根很近，且有部分侵犯了牙周膜．所以植入微种植体时如何避免损伤牙根及牙周膜是影响其成功率的重要因素．Dalstra等［19］通过三维有限元研究发现，牙槽骨重塑受到相同的生物监管过程．与骨松质相比，骨皮质的弹性模量较高，具有较强的抗形变能力，骨皮质厚度是影响微种植体稳定性的决定性因素．马志贵等［20］对CBCT对于健康人和正畸牙周病人骨密度的影响做以比较，结果显示没有显著性差异，健康人骨密度略高．Chang等［21］通过锥束计算机断层摄影（CBCT）确定牙齿周围的牙槽骨密度变化，来评价牙齿移动．结果证明，牙齿移动的方向与最大的骨质密度减少的一侧相关联，并且该CBCT是用于评价骨密度诱导正畸治疗牙齿周围变化的有用方法．

2 微种植体周围组织、临近器官的测量

成功的微种植体植入时不但应保证它的稳定，而且还应减少手术创伤，不损伤临近器官组织．术前拍摄CBCT以保证周围器官组织的评估为微种植体植入的成功打下基础，CBCT通过对周围器官如上颌窦、下颌管、牙根等组织器官进行评估，来减少手术损伤和风险．CBCT还可以对牙槽骨高度和厚度进行精确评估，植入安全区域应该既保证牙周膜健康，又保证微种植钉的稳定．研究表明，为了保证牙周膜的健康和牙槽骨的支持，植入部位的外层安全区域应该大于1．2 mm，并以此来指导微种植体的临床植入［22］．微种植体作为临时支抗装置在正畸治疗中有着广泛的应用．通过应用微种植体，可以移动以前临床上难以移动的牙齿．牙根吸收的信息可大大提高正畸微种植体植入的成功率．与根尖片相比，CBCT扫描可提供各个方向的吸收影像［23］．与曲面断层相比，CBCT能更清晰、更准确地提供牙根尖的相关可靠信息［24］．

3 不对称评估

由于器官结构的重叠、患者的体位和某些原因的失真，传统的头颅侧位片和曲面断层很难评估正畸患者的骨性不对称．CBCT通过软件可重建3D数据，无论2D还是3D都可以测量上下颌骨的解剖结构，并单独进行测量．此外，对于单侧反颌，通过CBCT重建的3D进行观察和分析，可以更准确地判断上下颌骨的不对称性，为正畸医生提供多视角来评估分析，给予准确的治疗和预后判断［25］．

4 计算机辅助植入

计算机辅助设计植入，可利用软件，构建出一个更加形象的三维立体图像，并将临床医师实际想要的位置进行输入及最理想的方案设计．如：微种植体植入的方向与部位，可以通过术前分析测量，从而使牙齿以正畸医生理想的方式移动，提高微种植体植入后生物学稳定性和成功率．Baumgaertel等［22］和 Kim等［26］分别基于CBCT数据对颧牙槽嵴植入部位和第一磨牙近中牙根间微种植体植入部位进行测量分析，模拟其植入过程，确定植入高度以及植入角度位置．Yu等［27］对CBCT图像研究分析可利用手术支架这项研究，引导微型植体按计划植入到规定位置．由于统计差异不显著，外科支架可以被认为是准确的导向工具，在临床上使用微型植入物放置提高植入精度和安全性．同时，通过CBCT三维立体重建，可以让患者更清楚地知道医生的用意和对术后效果的评估，有助于医患之间的信任与沟通．

5 CBCT应用于测量正畸种植体周围骨组织的优势

影像学检查不损伤活体组织，易操作，可以清晰地提供颌骨组织结构情况及其周围相邻重要解剖结构关系，还可以清楚显示颌骨等硬组织的细微结构，如骨密度等．传统的影像学常用的有X线根尖片、曲面断层、头颅侧位等．曲面断层片观察全口牙一目了然、放射性小、可操作性强、价格低廉，并且对于颌骨骨量、多种颌骨或牙源性病变以及近远中向两牙根之间距离的骨量有所评估．但是曲面断层仍有一些不足：无法准确评估骨量，尤其是对于颊舌向的骨量无法得知；对于图像的处理和本来实际的颌骨有一定的放大率和误差，图像清晰度不高、精准率差，即使是经验丰富的放射科医师和临床医师对于邻近组织的器官、颌骨密度［28］、上颌窦底距牙槽嵴顶的高度以及下颌管等重要解剖结构［29］也无法做出精准的判断．根尖片操作简单，精确度高，对细微图像如根管走向、牙周膜等结构显示更加清晰．但图像主要显示个别牙齿近远中牙槽骨骨质情况，对于周围组织器官无法评估．螺旋CT采用扇形X线连续旋转扫描被测物体，所得图像为重建三维影像，常见的有两种：平板型和非平板型．虽能较好的还原原本三维图像，不易失真，但易出现伪影和坏点［30］．与传统CT相比，CBCT数据可获得曲面断层片中全部信息，且比曲面断层片所得信息更精确．CBCT具有扫描灵活、分辨率高、剂量低、伪影少等优点，360°扫描，三维立体地还原颌骨原本数据［31］．锥形束CT（Cone beam CT）由于其得到的是三维图像，并且能够提供亚毫米级的空间分辨率和远小于传统CT的放射剂量，因而在口腔医学领域有着广泛的应用前景．Momin等［32］国外学者有报道称CBCT作为非创性实验手段适用于观察牙槽骨的细微结构，骨形态剂量和三维分析技术较传统CT精度更高，并证明CBCT对牙槽骨定量测量有一定的可行性．CBCT对小的骨结构细节显影分辨率更高，所以测量骨量目前口腔正畸常用首选CBCT．

6 结论

在日益发展的今天，微种植体凭借自身的优势在正畸支抗方面得到广泛的使用．微种植体植入后的稳定性在临床上对于正畸的治疗是非常重要的．微种植体植入的成功与植入位置及周围临近组织等有所要求，CBCT可以在植入前清楚对植入区域的周围组织结构、临近器官有所评判，并对种植体周围骨量及骨密度做出评估，为种植体的稳定与成功奠定基础．同时，借助相关软件分析模拟正畸模型，可以对手术有正确的评估，为医生提供更高的精确性和成功率．但有些学者认为它也在某些方面存在局限性：价格比传统的较高；对于软组织的分辨率，不如传统CT；探测头的探测范围较小、范围局限．CBCT的操作及图像的分析很复杂，需要专业正规的培训．否则人为操作的误差较大．随着CBCT的不断改进，计算机将带领我们达到一个从未想象的水平．

［1］单丽华，周冠军，栗兴超，等．不同愈合期施加载荷对正畸微种植体稳定性影响的研究［J］．华西口腔医学杂志，2013，31（6）：557 -560．

［2］包雪梅，陈 岩．正畸微种植体初始稳定性的研究进展［J］．中华口腔正畸学杂志，2012，19（2）：118-120．

［3］王汉思，李晓智．影响微种植体支抗稳定性的相关因素分析［J］．口腔医学研究，2007，23（6）：712-714．

［4］李庆浩，万柏坤，明 东，等．骨密度定量检测方法及性能比较［J］．国际生物医学工程杂志，2010，33（4）：239-244．

［5］郑元俐，张富强，陈 笠，等．采用牙CT技术建立完整下颌骨三维有限元模型［J］．实用口腔医学杂志，2000，16（2）：134-136．

［6］邬铭峰，罗 涛，王亚敏，等．三维有限元法在口腔医学中的应用［J］．广东牙病防治，2007，15（1）：36-38．

［7］Palamara D，Palamara JE，Tyas MJ，et al．Strain patterns in cervical enamel of teeth subjected to occlusal loading［J］．Dent Mater，2000，16（6）：412-419．

［8］Kalra S，Tripathi T，Rai P，et al．Evaluation of orthodontic mini-im-plant placement：a CBCT study［J］．Prog Orthod，2014，15（1）：61．

［9］Marquezan M，Souza MM，Araújo MT，et al．Is miniscrew primary stability influenced by bone density？［J］．Braz Oral Res，2011，25（5）：427-432．

［10］邢艳丽，于 洋．骨量的测量方法研究进展［J］．中国科技博览，2010，21：121．

［11］陈建荣，吴燕平，周文清，等．CBCT和数字曲面体层片在颌骨后牙区牙种植术中应用研究［J］．口腔医学，2013，33（11）：752-755．

［12］Ma ZG，Fan LF，Fang B．The role of CBCT in evaluation of alveolar bone state during orthodontic-periodontal treatment［J］．Shanghai Kou Qiang Yi Xue，2010，19（2）：113-117．

［13］Holmes PB，Wolf BJ，Zhou J．A CBCT atlas of buccal cortical bone thickness in interradicular spaces［J］．Angle Orthod，2015．

［14］Carano A，Velo S，Incorvati C，et al．Clinical applications of the Mini-Screw-Anchorage-System（M．A．S．）in the maxillary alveolar bone［J］．Prog Orthod，2004，5（2）：212-235．

［15］魏 惺，赵立星，许桢睿，等．关于中国人正畸支抗用微种植钉牙槽骨植入安全区的研究［J］．国际口腔医学杂志，2010，37（2）：128-132．［16］Novsak D，Trinajstic Zrinski M，et al．Machine-driven versus manual insertion mode：influence on primary stability of orthodontic mini-im-plants［J］．Implant Dent，2015，24（1）：31-36．

［17］胡露露，宋锦磷，邓 锋，等．锥形束CT对微螺钉植入后牙安全区域的分析［J］．华西口腔医学杂志，2012，30（2）：156-160．

［18］王震东，王 林，倪晓宇，等．不同长度微种植体支抗应力差异的三维有限元研究［J］．口腔医学，2005，25（2）96-97．

［19］Dalstra M，Cattaneo PM，Laursen MG，et al．Multi-level synchrotron radiation-based microtomography of the dental alveolus and its conse-quences for orthodontics［J］．J Biomech，2015，48（5）：801-806．

［20］马志贵，房 兵，毛丽霞，等．牙周病患者正畸前后牙槽骨密度变化的CBCT研究［J］．中华口腔正畸学杂志，2010，17（4）：197-200．

［21］Chang HW，Huang HL，Yu JH，et al．Effects of orthodontic tooth movement on alveolar bone density［J］．Clin Oral Investig，2012，16（3）：679-688．

［22］Baumgaertel S，Hans MG．Assessment of infrazygomatic bone depth for mini-screw insertion［J］．Clin Oral Implants Res，2009，20（6）：638-642．

［23］渠 薇，李 刚，马绪臣．锥形束CT在牙体牙髓病诊治中的研究进展［J］．中华口腔医学研究杂志：电子版，2014，8（2）：161-166．

［24］张 巍，彭 惠．正畸微螺钉支抗种植体骨结合及其稳定性研究现状与进展［J］．中国实用口腔科杂志，2009，2（6）：372-375．

［25］Ludlow JB，Laster WS，See M，et al．Accuracy of measurements of mandibular anatomy in cone beam computed tomography images［J］．Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2007，103（4）：534-542．

［26］Kim SH，Yoon HG，Choi YS，et al．Evaluation of interdental space of the maxillary posterior area for orthodontic mini-implants with cone-beam computed tomography［J］．Am J Orthod Dentofacial Or-thop，2009，135（5）：635-641．

［27］Yu JJ，Kim GT，Choi YS，et al．Accuracy of a cone beam computed tomography-guided surgical stent for orthodontic mini-implant place-ment［J］．Angle Orthod，2012，82（2）：275-283．

［28］Liu DG，Zhang WL，Zhang ZY，et al．Three-dimensional evaluations of supernumerary teeth using cone-beam computed tomography for 487 cases［J］．Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2007，103（3）：403-411．

［29］Pierrisnard L，Hure G，Barquins M，et al．Two dental implants de-signed for immediate loading：a finite element analysis［J］．Int J Oral Maxillofac Implants，2002，17（3）：353-362．

［30］Adibi S，Zhang W，Servos T，et al．Cone Beam Computed Tomo-graphy in dentistry what dental educators and learners should know［J］．J Dent Educ，2012，76（11）：1437-1442．

［31］邓云贞，王春艳，李天亮，等．锥形束CT辅助诊断慢性牙周炎牙槽骨缺损的准确性研究［J］．中华口腔医学杂志，2015，50（1）：7 -12．

［32］Momin MA，Matsumoto K，Ejima K，et al．Correlation of mandibular impacted tooth and bone morphology determined by cone beam com-puted topography on a premise of third molar operation［J］．Surg Ra-diol Anat，2013，35（4）：311-318．

Research progress of cone-beam volumetric tomography applied in orthodontic mini-im-plants

LIU Jin-Hang1，CHEN Yan2，CHEN Xue1，WANG Lu1，LU Yao11
Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010059，China；2Department of Stomatology，Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010050，China

With advantages of small volume，easy operation，extensive implant sites，short healing period，instantly applying force，stability，effectiveness，and not dependent on patient coop-eration，micro-implant is increasingly widely used in orthodontic clinic．Many scholars believe that cortical thickness and bone den-sity of micro-implant site is an important factor affecting the stabil-ity of post-implantation．Therefore，cortical thickness and bone condition of the implant site should be carefully evaluated，and a-natomy of adjacent tissue should be analyzed prior to implantation．Through analyzing and measuring bone tissue，CBCT plays a key role in the following aspects：the use of micro-implant，assess-ment of jawbones＇condition，position of implant，increasing the stability of post-implantation of micro-implant，and reducing the incidence of surgical trauma and complications．This paper re-viewed the research status quo of CBCT in surrounding bone tis-sues of orthodontic micro-implant．

cone beam computed tomography；orthondontic mini-implant；bone

R783．5

A

2095-6894（2015）06-124-04

2015-04-12；接受日期：2015-04-23

内蒙古自治区科技厅自然科学基金（2014MS0857）；内蒙古自治区医学会基金（201302079）

刘金杭．在读硕士．

陈 岩．博士，主任医师．E-mail：1336806259＠qq．com