锥形束CT评价种植区牙槽骨骨密度的应用研究

陶 桃 ，蒋 勇 ,2*

（1.安徽医科大学口腔医学院，安徽医科大学附属口腔医院，安徽 合肥，230032；2.安徽医科大学第四附属医院口腔科，安徽 合肥，230022）

如今，牙种植术是颌骨无牙区的一种可靠的治疗选择，成为重要的修复方式之一。初期稳定性是影响种植存活率的重要因素之一，对骨结合也至关重要[1]。影响种植体初级稳定性的几个因素，包括与患者自身相关的（如骨质量和骨数量）以及非患者相关因素（如植入物设计以及外科手术）等[2]。牙槽骨质量评估主要通过骨密度测定，研究显示，随着骨密度的增加，种植区的初级稳定性也随之增加[1]。随着现代技术发展，术前放射学检查可对植入前种植区的骨质量进行评估，预测骨密度，方便临床医生选择合适的种植方案。口腔颌面锥形束CT（cone beam computer tomography，CBCT），它不仅提供颌面精确尺寸的三维扫描结构和高辨率的3D图像，而且辐射剂量和成本相对较低[3]。近来CBCT用于骨质量评估的潜力已被建议，在CBCT图像中，像骨头和牙齿这样的硬组织吸收了更多的X射线能量而呈现高密度影像，舌头和牙龈等软组织则呈现低密度影像。因此，CBCT可以使用不同的灰度值来定义形态学，并测量不同结构的相对密度值[4]。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取安徽医科大学附属口腔医院 2018年 01月至 2019 年 4月130例种植修复患者作为研究对象,采集术前拍摄的CBCT影像学资料，其中男 63人 ,女 67人, 年龄 21～67 岁, 男女比例 1∶1.06 。纳入标准:①进行种植牙列缺损患者；②种植区骨量适当；③种植区拔牙大于3个月；④无骨质疏松，颌骨大面积缺失或重大全身性疾病。

1.2 颌骨分区

根据种植缺失牙所在颌骨不同部位，分为上颌前牙区(13-23牙位)、上颌后牙区(17-14、24-27牙位)、下颌前牙区(43-33牙位)，下颌后牙区(47-44、34-37 牙位) 进行数据统计。种植位点数为205个。

1.3 图像获取

安徽医科大学附属口腔医院放射科CBCT（合肥美亚光电股份有限公司，SS-X9010DPro-3DE）扫描机对患者上下颌骨扫描，数据尺寸480mmx480mmx320mm，体素大小0.26mm；射线管电压：90kV；射线管电流：10mA；扫描时间：60s。所有患者由同一名放射科医师在相同的参数下投照完成。得到的数据以 DICOM3.0的格式保存。

1.4 骨密度测量

将CBCT扫描的图像数据导入Minic分析软件，自动重建，生成三维图像。软件显示水平面，冠状面，矢状面三个窗口。每一窗口中有十字交叉的两条相互垂直观察轴。测量方法：①在水平面窗口将观察轴移动至缺牙位置中心区 ②在矢状面窗口将观察轴的水平线移动至牙槽嵴顶，垂直轴位于两邻牙中线 ③利用软件Measure density in rectangle命令在冠状面进行骨密度测量，在冠状面中心位置，牙槽嵴顶下2mm，取一矩形，大小约3mm*9mm（面积18±0.5mm2）的感兴趣区(region o f inte rest , ROI)。测骨密度用亨斯菲尔德单位（Hounsfieldunit，HU）表示，HU是CT中各组织与X线衰减系数相当的对应值[5]，常规用于评估骨头钙化程度的标准指标[6]。骨密度测量工具在每个ROI显示3个值（面积，平均值，标准差），我们仅考虑用于分析的平均密度值（见图1）。所有种植区骨密度均由同一医师按相同参数测量，且在一周后再次测量。最终由两次测量结果均值代表最后种植区骨密度值。

图1，测量种植区冠状面平均骨密度值

1.5 统计学分析

采用SPSS 22.0软件进行数据统计学分析，以均数±标准差表示，采用方差分析、t检验比较不同区域骨密度的差异，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 颌骨拟种植区骨密度比较

下颌前牙区（8 8 5.5 7±1 9 9.3 4）＞上颌前牙区（7 1 7.8 1±1 8 8.3 4）＞下颌后牙区（5 9 2.2 2±1 8 6.2 6）＞上颌后牙区（465.26±171.84）。四个区骨密度之间差异均有统计学意义（P＜0.01，见表1）。

表1 不同颌骨种植区骨密度的比较

2.2 Norton和GambIe[7]根据LekhoIm和Zarb[8]

Ⅰ ～ Ⅳ颌骨质量分类法，结合术前骨密度测量，得出不同骨质分类下的骨小梁的密度值范围，即Ⅰ类骨骨密度大于850 HU，Ⅱ/Ⅲ类骨为 500～850 HU，Ⅳ类骨为 0～500 HU。本文根据该文献测量结果对不同种植区的骨质进行分类（见表2）。下颌前牙区多为Ⅰ类骨，占58.54%；上颌前牙区和下颌后牙区多为Ⅱ/Ⅲ类骨，分别占77.78%、58.06%；上颌后牙区多为四类骨，占59.65%。

2.3 同一种植区不同性别骨密度差异比较

四个种植区男性平均骨密度略高于女性，但男女骨密度之间差异没有统计学意义（P＞0.05，见图2）。

2.4 随年龄段变化平均骨密度值纵向比较

上颌后牙区在30～39 岁阶段平均骨密度值较高；上颌前牙区，下颌前牙区，下颌后牙区在40～49岁阶段平均骨密度值较高（见图3）。

表2，不同种植区骨质分类结果

图2 四个颌骨种植区不同性别平均骨密度值比较直方图

图3 四个颌骨种植区骨密度随年龄变化折线图

3 讨 论

随着科学技术的发展，CBCT已广泛应用于临床种植学。目前，研究人员重点是用CT准确了解颌骨三维解剖结构，定量评价牙槽骨骨量和骨质量。骨量可用容纳种植体的牙槽骨的尺寸反映，骨质量是由牙槽骨骨小梁的密度来描述[9]。种植患者骨质量和初级稳定性在牙种植体的骨结合中起着重要作用，骨结合和随后的修复都随种植体部位的骨质量而变化[10]。骨小梁骨密度是影响牙槽密度的重要因素，在一定程度上，骨小梁对种植体起到机械支撑作用[11]。

本研究使用CBCT结合Mimic软件测量牙槽骨密度，在口腔颌骨不同部位骨密度大小差异明显。下颌骨前牙区的平均骨密度较高，接着是上颌骨前牙区，下颌骨后牙区，以及上颌骨后牙区。这些差异其他观察者也有类似报道， Norton MR[12]等学者使用全身螺旋CT扫描32例患者139个种植位点，下颌骨前牙区平均密度值970.0HU＞上颌前牙区696.1 HU＞下颌后牙区669.6HU＞上颌骨后牙区417.3，与本研究结果基本相符合。 Turkyilmaz[13]等学者使用CT对140例患者372个种植位点的骨密度进行测量，得出下颌前牙区（927 HU）＞下颌后牙区（721 ）＞上颌前牙区（708HU）＞上颌后牙区（505HU）。该结果较本实验结果偏大，可能与地区差异，包括种族，生活习惯不同有关，也可能是扫描和测量骨密度方法之间的差异。与上颌相比，下颌种植成功率高，可能与其骨密度偏高有关。研究表明[14]，两个颌骨之间的骨密度值分布的差异，可能与下颌骨作为力的吸收单元和上颌骨作为力的分布单元有关。上下前牙区骨密度较大可能与这些区域牙齿的功能和解剖有关，由于它们在撕裂和切断食物方面的作用，这些牙齿必须能够承受侧向的移动力，因此需要更大密度的骨质支持。前磨牙和磨牙相对应的骨密度可能较低，因为这些部位只是受到垂直咀嚼力的作用。

本研究中，男性骨小梁密度高于女性，但两者之前没有差异。一些研究发现了在特定解剖区域发现了相关性。例如，Kamigaki等[15]分析91名尸体颌骨发现在无牙颌和牙列缺损患者中男性患者的骨密度高于女性，但两者之间无性别差异；在第一磨牙区男性骨密度显著高于女性且存在性别差异。Di Stefano[14]研究2408例患者的颌骨密度差异，1305名女性和1103名男性，发现女性牙槽骨密度低于男性，而且存在统计学差异。性别之间的差异考虑可能与男性咬合力更大有关，此外绝经期女性雌激素的下降通常会导致牙槽骨吸收，尤其是在第一和第二磨牙之间更为明显[16]。在本研究中观察到的男性和女性患者之间的平均骨密度差异很小，考虑到患者的可变性高，后期可能需要扩大样本量再进一步确定。

此外，本研究中不同种植区不同年龄段骨密度有波动，但30～39岁，40～49岁高于其他年龄段。 Wakimoto等[17]使用CT评估了使用33例上颌前牙区种植位点的骨密度，没有观察到年轻（21～50岁）和年长（51～74岁）患者之间存在显着差异。说明高龄患者在身体情况允许下也是可以进行种植治疗。对于年长的患者种植前要更加完善颌骨质量的评估，术后提醒患者要注意合理膳食营养，加强钙质补充，进行适量运动。随我国人口老年化，骨质疏松也越来越受到重视，牙槽骨密度也间接反映全身骨骼代谢情况。Shokri[18]等使用CBCT与双能X射线吸收仪（DEXA）测定的骨密度之间比较分析，上颌骨不同部位的CBCT与DEXA结果存在很强的相关性，上颌结节处骨密度小于298HU有助于区分骨质疏松症患者与正常人。在临床中如有极低密度患者，应注意全身疾病和骨质疏松的风险。

目前，大部分种植体治疗使用Lek holm和Zarb[8]提出的骨质量分类，依据密质骨与松质骨的含量比例及松质骨的疏密程度，将颌骨分为四个级别，其中Ⅱ/Ⅲ类骨有利于种植。Misch[19]等学者指出可以根据术中临床医生对钻骨过程的主观性感觉进行骨质分类。Norton和Gamble[7]学者使用螺旋CT检查并确定术前种植区骨小梁平均骨密度值，再结合术中钻骨过程感觉，得出不同骨质分类下的骨小梁的密度值范围，以此帮助临床医生更灵活和准确将骨质进行分类并为诊断提供预测。即骨密度值大于850 HU为Ⅰ类骨，植入过程中可能会有过热风险，要注意手术区降温；500～850 HU为Ⅱ/Ⅲ类骨，这是最有利于骨整合的骨质类型；0～500 HU为Ⅳ类骨，这种类型的种植术需要更精细的外科手术。结合本研究结果，上颌后牙区骨密度最低，多为四类骨,因此术前的评估要更加慎重。为了达到理想的骨结合，术中可以考虑增加骨粉骨膜，并采用骨挤压技术[20]，对周围松质骨产生侧向压力，使得松质骨压缩，骨质密度增大，以进一步增加种植体与骨组织接触面积。

综上所述，骨密度在大多数情况下，从一个牙齿位置到另一个牙齿位置有显著的变化，并且在上下颌骨的分布有显著的差异，不同种植修复的患者骨密度可能也存在很大的变化。因此，应谨慎考虑种植术前的相关评估标准，治疗计划应该是根据患者的实际情况定制。本研究只是评估了术前种植区骨密度，并没有对不同骨质区种植的术后疗效进行随访观察，后期可进一步研究骨密度与种植成功率的关系。必须强调的是这项研究仅涉及骨小梁密度，但是，种植体的稳定性还取决于皮质骨的存在和厚度[21]。因此，进一步探究皮质骨厚度和骨密度是如何影响种植体的初期稳定性，应该成为未来研究的主题。